刘 卓，庞新峰，郭 海，李 勃



Bi2O3掺杂对BLTN微波介质陶瓷性能影响研究

刘 卓1，庞新峰2，郭 海2，李 勃1

（1. 清华大学 深圳研究生院，广东 深圳 518055；2. 深圳顺络电子股份有限公司，广东 深圳 518110）

主要采用固相反应法，将原料粉体经过混料、球磨、预烧、成型和烧结后制备Ba3La2Ti2Nb2O15（BLTN）微波介质陶瓷。研究了不同量的Bi2O3掺杂对BLTN微波介质陶瓷烧结行为、显微结构和介电性能的影响。结果表明：Bi2O3的添加不仅能有效降低BLTN陶瓷的烧结温度，而且显著提高了其相对介电常数（r）和品质因数。当Bi2O3添加量为0.2%(质量分数)时，陶瓷的烧结温度由1440 ℃降低到1360 ℃，并呈现较好的微波介电性能：r=55，·= 13 500 GHz(4.71 GHz)，τ= –2.35×10–6℃–1。

BLTN；微波介质陶瓷；Bi2O3；掺杂；烧结行为；介电性能

微波介质陶瓷是制造微波元器件的关键材料，中高介电常数的微波介质陶瓷主要应用在微波通讯中的介质谐振器和介质滤波器中[1]。为了满足谐振器小型化、损耗低和稳定性的要求，开发出高介电、低损耗和接近零的温度系数的微波介质陶瓷有着重要的意义。

BaO-La2O3-TiO2-Nb2O5体系是常见的中高介电常数的微波介质陶瓷体系，该体系中有一类化学式为AB-1O3n的缺位型钙钛矿结构的微波介质陶瓷[2-4]，由于A位Ba2+、La3+离子和B位Ti4+、Nb5+离子均具有高离子极化率，故该体系具有较高的介电常数。其中Ba3La2Ti2Nb2O15（BLTN）是典型的缺B位阳离子的钙钛矿结构微波介质陶瓷，Fang等[5]报道过Ba3La2Ti2Nb2O15和Ba2La3Ti3NbO15的微波介电性能，其中Ba3La2Ti2Nb2O15性能更优：r=49.4，·= 20 200 GHz，τ=4×10–6℃–1。但是BLTN陶瓷的烧结温度较高，并且烧结温度范围较窄，在1445 ℃保温4 h才能烧结成瓷，目前国内外学者并没有对其进行掺杂改性和降低烧结温度的研究。……