MnO2掺杂对BNT-NA微波介质陶瓷性能和结构影响文献综述

 2021-09-30 10:09

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文 献 综 述

1 引言

近年来，随着微波技术的飞速发展，其应用的领域越来越广泛，新型高性能微波介质材料的研究和开发工作受到了非常大的重视。其中现代移动电话和卫星通信[ 1 ]系统的迅速发展更是对微波器件的小型化提出了高要求，为进一步使滤波器、谐振器等微波元器件能够小型化，大量的研究工作者着重于研制具有高介电常数和品质因数的微波介质材料。而在微波基片、雷达天线等领域的中时，则需要相对较高介电常数且具有良好微波性能的材料。通过研究，研究者发现中高介电微波介质陶瓷材料可作为微波通讯器件的基础材料，并广泛应用于3G、4G、WLAN等微波通信器件中。而BNT-NA微波介电陶瓷则是其中非常重要的一种中高介电陶瓷。

Ba6-3xR8 2xTi18O54（R =La，Pr，Nd，Sm）固溶体系统被认为是一类重要的中高介电常数微波介质陶瓷，其介电常数通常在80130范围内[ 2-3 ]。Ba4.2Nd9.2Ti18O54(BNT)作为Ba6-3xR8 2xTi18O54系统中的一员，其性能常数为：εr≈ 88， Q * f ≈8300 GHz ， τf≈ 76ppm/℃[ 4 ]。

2 微波介质陶瓷材料的研究历程及现状

2.1 微波介质陶瓷材料的研究历程

Richtmyer R. D. 在1939年就尝试将电介质材料应用于微波技术领域，并证明了电介质在微波电路中作为介质谐振器的理论上的可能性。但当时介质陶瓷制作工艺尚未能满足微波电路需求的程度，故没有太大的发展。1960年，Okaya A.开始试用TiO2单晶来微波介质谐振器小型化，其εr较大，Q值高，但是其热稳定性远达不到要求。同期Kakki等人则将评价材料性能参数的方法开发出来了。1968年的Cohn S. B.等人又尝试用TiO2陶瓷试做了微波滤波器，其εr＝100，Q10000，但由于τf过高而未实用化。

20世纪70年代，微波介质陶瓷的开发和研制已经受到了广泛的关注，其中最早进行这项工作的国家主要是日本和美国。美国最先研制出BaO-TiO2系微波介质陶瓷，并使其达到了实用化阶段； 80年代，日本也制作出了R-04C，R-09C等不同类型材料，并提出它们的微波性能。随后，其他一些国家也相继开始了这方面的研究。

我国的研究起步相对较晚，在20世纪80年代初才开始对微波介质陶瓷及谐振器、振荡器进行研究，而且一般研究的体系的介电常数和品质因数都偏低，而且水平和规模与国外相比有着非常大的差距。90年代后期，国家加强了对微波介质陶瓷材料的研究工作的投入，把微波介质陶瓷的研制列入了八五、九五攻关的重要课题。近三十几年来，微波技术设备向小型化与集成化方向发展，尤其是向民用产品的高产量、低成本方向的快速发展，随着最近四十年来的长足进步，我国才在微波介质陶瓷的研究与实用上正迅速发展[ 5]。

2.2 微波介质陶瓷材料的研究现状

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