外加剂对Bi3B5O12陶瓷微波介电性能的影响开题报告

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1. 研究目的与意义（文献综述）

微波介质陶瓷（mwdc）是指应用于微波频段（主要是0.3-30ghz）电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷材料。用微波介质陶瓷制作的谐振器、滤波器、振荡器、衰减器、微波集成电路基片等元器件具有体积小、质量轻、性能稳定、价格便宜等优点，在移动通讯、卫星通信、军用雷达、全球卫星定位系统、蓝牙技术、无线局域网等现代通信技术得到了广泛应用。进入二十世纪八十年代以来，以微波应用为代表的雷达及通讯技术的发展十分迅猛，移动通信设备和便携式终端正趋向小型、轻量、薄型、高频、低功耗、多功能、高性能发展。这一方面为微波介质陶瓷材料的发展提供了广阔的前景，另一方面也对以微波介质陶瓷材料为基础的微波电路元器件提出了更高的要求。

低温共烧陶瓷技术(ltcc)可以实现高密度集成电路，以及无源器件与有源器件的混合集成，进而实现器件和系统的小型化和多功能化。ltcc 技术对介质材料提出以下要求：（1）具有合适的介电常数，高介材料可以用作谐振器、滤波器和电容器等，有利于其小型化，低介材料可以用作基板材料等，减少信号传输的延时；（2）低介电损耗，利于减小器件损耗、提高信号强度；（3）频率温度系数近零，保证介电常数和谐振频率的温度稳定性；（4）低于电极材料的烧结温度；（5）同电极材料化学兼容；（6）良好的热机械性能，比如高热导率、与集成材料相匹配的线性膨胀系数。此外，实际应用还要求材料无毒性和低成本。

在目前的研究中，具有优良介电性能的微波介质陶瓷的烧结温度一般较高，但过高的烧结温度会带来诸多不利因素，如相转变复杂，成品率下降，能耗高等。显然，以降低生产成本、减少能耗、能够满足与高导电率的金属电极材料（如银、铜、镍等）共烧的低温烧结微波介质陶瓷的研究和开发是今后发展的方向。当前，国内外超低温烧结陶瓷材料的研究主要集中在钼酸盐、碲酸盐、钒酸盐、钨酸盐、硼酸盐和玻璃陶瓷。大多数钨酸盐和钒酸盐微波介质材料具有低损耗和高烧结温度，且只有少部分的新型钨基和钒基超低温烧结陶瓷材料被研究开发。大多数钼酸盐和碲酸盐微波介质陶瓷材料兼具超低烧结温度和优异的微波介电性能，但是氧化碲具有毒性，价格也昂贵，而钼酸盐超低温烧结陶瓷材料则兼顾环保和低成本优势。玻璃陶瓷由于玻璃网络结构的存在，在高频时能吸收能量，导致损耗的增加，因此通常具有较小的q_f值。而硼基超低温烧结微波介质陶瓷的开发相对而言是最少的，目前关于其报导仅有五种。因此，对开发较少的硼酸盐陶瓷进行深入研究，对于低温烧结微波介质陶瓷整体发展具有更重要的意义。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：以bi₂o₃和b₂o₃为原料，分别以li₃bo₃和tio₂为烧结助剂（外加剂），通过固相反应法合成bi₆b₁₀o₂₄陶瓷。

材料表征：采用阿基米德排水法测试烧结样品的体积密度；采用x射线衍射仪分析样品的相组成；采用扫描电子显微镜观察陶瓷样品烧结表面的微观形貌；采用矢量网络分析仪测试样品的微波介电性能。

3. 研究计划与安排

第1—3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4—7周：按照设计方案，完成陶瓷材料的制备；

第8—11周：完成材料的表征及性能测试；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]xingyu chen,weijun zhang,beata zalinska,iasmi sterianou,shuxin bai,ian m.reaney.low sintering temperature microwave dielectric ceramics and composites based on bi₂o₃–b₂o₃[j].am.ceram.soc.,2012:1～7.

[2]mailadil thomas sebastian,hong wang,heli jantunen.low temperature co-fired ceramics with ultra-low sintering temperature: a review[j].current opinion in solid state and materials science.,2016:151～170.

[3]shun-yu chang,hsiao-fen pai,ching-fang tseng, chih-kai tsai.j.journal of alloys and compounds.,2017.