中國粉體網(wǎng)訊 當(dāng)材料配方一定時,微波介質(zhì)陶瓷的介電性能主要由其結(jié)構(gòu)中的雜質(zhì)、氣孔、晶粒、晶格缺陷決定。
1、雜質(zhì)
雜質(zhì)常以兩種形態(tài)存在于陶瓷材料中,一種存在于晶粒內(nèi)部,一種則在晶界中析出存在。
進入陶瓷晶粒內(nèi)部的雜質(zhì)通?煞譃榈葍r原子摻雜與異價原子摻雜兩種。
等價原子摻雜時,被摻入的原子如果為少量小質(zhì)量原子,陶瓷的本征損耗降低,其性能反而可以得到部分優(yōu)化;如果被摻入的為其它類型原子,其本征損耗往往存在增加現(xiàn)象,陶瓷整體介電性能變差。
異價原子摻雜時,往往會使陶瓷體系產(chǎn)生多余電荷,破壞其內(nèi)部平衡,從而增加其電導(dǎo)損耗,本征損耗變大,介電性能惡化。
2、氣孔
氣孔的存在在陶瓷中往往不可避免,通常殘留氣孔越多、大小越大,其介電性能越差。
在陶瓷微觀形貌觀察中,主要觀察的就是氣孔的大小、多少,產(chǎn)品燒結(jié)越致密,其氣孔形狀越規(guī)則,晶粒形態(tài)越飽滿,其介電性能越好。
通?蓪饪卓醋鱿鄬殡姵(shù)為1的相,氣孔越多,微波介質(zhì)陶瓷材料體系的相對介電常數(shù)也被拉低的越多。
氣孔的大量存在也增加了陶瓷的本征損耗,進而使得材料的品質(zhì)因數(shù)降低。
同時由于氣孔具有較低的熱穩(wěn)定性,在溫度變化時,摻雜的氣孔會使材料的線性膨脹系數(shù)增大,降低了陶瓷材料的熱穩(wěn)定性,增大了其諧振頻率溫度系數(shù)。
3、晶粒
晶粒的大小、形貌、均勻度均能影響微波介質(zhì)陶瓷材料的介電性能。
晶粒生長越充分、大小越均勻、形貌越飽滿、鑲嵌越緊密、致密性越好,其形成的微波介質(zhì)陶瓷材料性能越好。
4、晶格缺陷
陶瓷中的晶格缺陷可大體分為點缺陷、線缺陷、面缺陷、體缺陷四類。
其中點缺陷對材料性能的影響最多。其通常是由離子摻雜引起,與晶粒內(nèi)部雜質(zhì)對陶瓷材料影響機制類似,但其所帶來的影響結(jié)果通常是不好的。
當(dāng)分析微波介質(zhì)陶瓷材料介電性能的影響因素時,可以著重從第二點氣孔入手,氣孔的多少通常由其余三項所決定,直接影響著其相對介電常數(shù)、品質(zhì)因數(shù)、諧振頻率溫度系數(shù),并可直觀的從體積密度去推導(dǎo),當(dāng)其體積密度達(dá)到最大時,往往是是燒結(jié)溫度最優(yōu)、晶粒生長最好、氣孔率最低時,此時也往往是微波介質(zhì)陶瓷材料介電性能最好之時。
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