BaNd2Ti4012微波介質粉體的合成及其機械力化學和燒結性能的研究.pdf

1、伴隨微波通訊的快速發(fā)展，微波介質陶瓷對于微波器件的小型化有著至關重要的影響。BaNd2Ti4O12是一種具有類烏青銅結構的材料，3～4 GHz下其介電常數為80～90，介電損耗為2.5×10-4～4.7×10-4，諧振頻率溫度系數為0～68 ppm/℃。球磨是對陶瓷粉體加工的重要工藝，研究陶瓷粉體在球磨中的機械力化學及其對陶瓷性能的影響是制備高性能微波介質陶瓷的基礎。
　　 本文以熔鹽法合成的BaNd2Ti4O12粉體為基礎，在

2、BaNd2Ti4O12粉體的機械力化學研究上取得了如下進展:
　　 1)在二次球磨中，BaNd2Ti4O12可被活化并產生相變。這個過程依賴于研磨介質在球磨中的運動形式。機械沖擊會使BaNd2Ti4O12活化并產生相變，生成二元化合物，而剪切作用不會導致BaNd2Ti4O12的相變。
　　 2)研磨介質在球磨中的運動形式取決于料漿的粘度，料漿粘度與粉體和球磨溶劑的添加量成正比。BaNd2Ti4O12在低粘度料漿中球磨時，

3、物相組成保持穩(wěn)定。相反，高的料漿粘度會降低研磨介質的剪切能力而增加沖擊力，導致BaNd2Ti4O12物相的分解。例如，在對BaNd2Ti4O12粉體進行干磨或是以二甲苯為溶劑的濕磨時，伴隨高的料漿粘度，導致第二相BaTi4O9、Ba2Ti9O20和Nd2Ti4O11的生成。而采用丙酮/異丙醇混合溶劑(50∶50)為球磨溶劑可以降低料漿的粘度，不會造成BaNd2Ti4O12物質相變的發(fā)生。另外，采用輕質研磨介質，如使用1cm玻璃球取代1c

4、m ZrO2研磨介質對BaNd2Ti4O12粉體進行球磨時，也不會引起相變的發(fā)生，顯示了相變的機械力依賴性。
　　 3)以水為溶劑的濕磨會導致BaNd2Ti4O12物質發(fā)生顯著的水化現象。在研磨介質的沖擊下，BaNd2Ti4O12水化成相應的氫氧化物凝膠。經證實，球磨的機械沖擊力是BaNd2 Ti4O12水化的必要條件。故在BaNd2Ti4O12粉體的加工中不宜以水作為球磨溶劑。
　　 4)球磨后的粉體在燒結過程中發(fā)育成