钛酸铅掺杂的Y₂Ti₂O₇基微波介质陶瓷的性能研究

丁佳钰¹，肖瑗¹，张其土^1,2

1. 南京工业大学材料科学与工程学院2. 南京工业大学江苏省无机及复合新材料重点实验室

摘 要：以新型的具有中介电常数的Y2Ti2O7系微波介质陶瓷为研究基体,选用PbTiO3为改性添加剂,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、网络分析仪和阻抗分析仪等现代测试仪器对材料的性能进行了表征,重点研究了PbTiO3掺杂后陶瓷材料的物相组成和介电性能。结果表明:PbTiO3掺杂没有改变材料的主晶相,仍为A2B2O7型烧绿石结构,由此推测PbTiO3可能固溶到Y2Ti2O7陶瓷晶格中。Pb2+占据Y3+所在的A位,且同时产生新的空位缺陷,破坏了材料的有序度,提高了晶格扩散速率,有效降低了陶瓷的烧结温度。少量Pb元素的加入使材料的晶胞常数增大,单位晶胞体积变大,Ti4+具有更大的运动空间,提高了材料本身的离子总极化率,从而提高材料的介电性能,尤其是介电常数值。当PbTiO3掺杂量为2%时,在1345℃下烧结,介电性能较好:εr=56.4,tanδ=1.21×10-3,Q×f=4776 GHz。

关键词：微波介质陶瓷;钛酸铅;烧绿石结构;掺杂;