维普资讯 http://www.cqvip.com 第３５卷第ｌｌ期 ２００７年１ １月 硅酸盐学报 ＶＯ１．３５，Ｎｏ．１ｌ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，２００７ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＴＨＥ ＣＨＩＮＥＳＥ ＣＥＲＡＭＩＣ ＳＯＣＩＥＴＹ Ｂａｏ６Ｓｒｏ４ＴｉＯ３－Ｍｇ２ＴｉＯ４复合陶瓷材料的介电可调性及微波特性 ．．孙建英，翟继卫，丑修建，姚熹 （同济大学功能材料研究所，上海２０００９２） 摘要：采用常规的陶瓷工艺方法制备了Ｂａｏ６Ｓｒｏ ４ＴｉＯｒＭｇ２ ＴｊＯ４（ＢｓＴ＿－ＭＴ）复合陶瓷材料，并对其相结构、介电以及可调性和微波特性进行了研究。 ｘ射线衍射和介电温度特性测试结果表明，ＢＳＴ－ＭＴ复合陶瓷具有ＢＳＴ和ＭＴ两相结构，非铁电相ＭＴ的增加降低了其铁电性，使其介电常数和介 电损耗减小。介电偏压和微波性能测试结果表明，ＢＳＴ－ＭＴ复合材料仍能保持较高的可调性，且微波性能得到了明显改善。样品３０％ＢＳＴ－７０％ＭＴ（质 量分数）在１０ ｋＨｚ下的介电常数为７８，介电损耗为０．０００ ６，在外加３ ｋＶ／ｍｍ偏置电场作用下，可调性达到２５％，在３．７１４ ＧＨｚ频率下的介电损耗为 ０．０１４５。 关键词：钛酸锶钡 复相陶瓷 相结构； 可调性；微波性能 中图分类号：ＴＭ２２ 文献标识码：Ａ 文章编号：０４５４－５６４８（２００７）１１－１４１５—０４ ＴＵＮＡＢＩＬＩＴＹ ＡＮＤ ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ ＯＦ Ｂａ０６Ｓｒｏ４ＴｉＯａ－Ｍｇ２ＴｉＯ４ ＣＯＭＰＯＳＩＴＥ ＣＥＲＡＭＩＣＳ ．．ＳＵＮＪｉａｎｙｉｎｇ，ＺＨＡＩＪｉｗｅｉ，ＣＨＯＵＸｉｕｊｉａｎ，ＹＡＯＸ／ （Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｔｏｎ￣ｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｃｅｒａｍｉｃｓ ｏｆ ｂａｒｉｕｍ ｓｒｔｏｎｔｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ（Ｂａｏ．６Ｓｒｏ ４ＴＩＯ３，ＢＳＴ）ｗｉｔｈ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ（Ｍｇ２ＴｉＯ４，ＭＴ）ｗｅｒｅ ｐｒｅ— ｐａｒｅｄ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｃｅｒａｍｉｃｓ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｘ—ｒａｙ ｄｉｆｒａｃｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｗｏ—ｐｈａｓｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ Ｏｆ ＢＳＴ ａｎｄ ＭＴ ｗｅｒｅ ｆｏｒｍｅｄ．Ｔｈｅ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ ａｎｄ ｌＯＳＳ ａｓ ａ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ＭＴ．ｔｈｅｒｅｂｙ ｄｅ— ｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ｏｆ ｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｔｅ、Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ．ＢＳＴ—ＭＴ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｃｅｒａｍｉｃｓ ｈａｖｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｕｎａｂｉｌｉｔｙ ｎｄ ｂｅＲｅｒａ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｐｕｒｅ ＢＳ Ｔｈｅ ｄｉｅｌｅｃｔｉｒｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｔｏ ７８ｗｉｈ ａ ｔｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ３０％（ｉｎ ｍａｓｓ，ｔｈｅ ｓａｍｅ ｂｅｌｏｗ） ＢＳＴ一７０％ＭＴ ａｎｄ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｌＯＳＳ ａｌｓｏ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｔｏ ０．０００ ６ ａｔ ａ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｏｆ ｌ ０ ｋＨｚ．Ｔｈｅ ｔｕｎａｂｉｌｉｔｙ ｉｓ ａｂｏｕｔ ２５％ｆｏｒ ｈｅ ｔｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｕｎｄｅｒａｎ ａｐｐｌｉｅｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄ ｏｆ３ｋＶ／ｍｍ ａｔ ｌ０ｋＨｚ．ＴｈｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｌＯＳＳｆｏｒｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｓ ０．０ｌ４５ ａｔ ３．７ｌ４ＧＨｚ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂａｒｉｕｍ ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｃｅｒａｍｉｃｓ；ｐｈａｓｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｔｕｎａｂｉｌｉｔｙ；ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ 钛酸锶钡（Ｂａｏ．６Ｓｒ０．４ＴｉＯ３，ＢＳＴ）陶瓷在作为微波 可调器件方面受到广泛关注，诸如移相器、滤波器、 该复合材料的介电常数和损耗均有很大程度的降 低，但是，随着ＭｇＯ含量的增加，复合材料的介 可变电容器以及延迟线等，【ｌ 尤其在作为微波移 相器方面更是目前研究的热点。用于设计移相器的 ＢＳＴ材料必须具备理想的介电参数和可调性，其介 电常数￡应介于３０～１ ５００，介电损耗ｔａｎ６应小于 ０．０１，且在外加电压下可调性应大于＞１０％。但是高 可调性的纯ＢＳＴ材料在微波频率下具有较大的介 电常数和介电损耗，远远达不到应用要求。Ｌ５ 为了改善ＢＳＴ材料的介电性能，Ｓｅｎｇｕｐｔａ等 对ＢＳＴ与非铁电材料ＭｇＯ的复合材料进行了研究， 收稿日期 ２００７￣）１－２３。 修改稿收到日期：２００７＿＿ｏ ＿０８。 电常数的温度依赖特性和可调特性的急剧下降，这 了这种材料的应用。 Ｊ Ｍｇ２ＴｉＯ４（ＭＴ）在微波频率下具有低介电常数和 高品质因数（Ｑ值），是一种微波特性优异的介质材 料，且在空气中不像ＭｇＯ那样容易潮解。为此， 研究了ＢＳＴ－ＭＴ复合铁电陶瓷的相结构、介电温度特 性、介电可调性及其微波特性，以期改善ＢＳＴ材料的 微波介电特性，并使其保持较高的可调性。 Ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｄａｔｅ：２００７￣）１－２３． Ａｐｐｒｏｖｅｄ ｄａｔｅ：２００７—０７—０８． 基金项目 国家“９７３”计划（２００２ＣＢ６１３３０４），上海市重点基础研究项 Ｆｉｒｓｔ ａｕｔｈｏｒ：ＳＵＮ Ｊｉ￣ｙｍｇ（１９７９－），ｆｅｍａｌｅ，ｇｒａｄｕａｔｅ ｓｔｕｄｅｎｔ ｆｏｒ ｍａｓｔｅｒ ｄｅｇｒｅｅ． 目（０６ＪＣ１４０７０）和高等学校科技创新工程重大项目培育资金 资助项目。 Ｅ－ｍａｉｌ：ｆｕｔｕｒｅｓｐａｃｅ＠１６３．Ｇｏｍ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｔ ａｕｔｈｏｒ：ＺＨＡＩ Ｊｉｗｅｉ（１９６３ｒ），ｍａｌｅ，ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ． 第一作者： 孙建英（１９７９一），女，硕士研究生。 通讯作者： 翟继卫（１９６３—，，男，教授，博士研究生导师。 Ｅ—ｍａｉｌ：ａｐｚｈａｉ＠ｍａｉｌ．ｔｏｎｇｊｉ ｅｄｕ．Ｇｎ 维普资讯 http://www.cqvip.com ・ １４１６ ・ 硅酸盐学报 ２００７芷 １ 实 验 实验所用主要原料为ＢａＴｉＯ３，ＳｒＴｉＯ３（山东国 腾，纯度９９．９％，质量分数）和（ＭｇＣＯ３）４＂Ｍｇ（ＯＨ）２・ ５Ｈ２Ｏ。按ＢａＴｉＯ３和ＳｒＴｉＯ３的摩尔比为６：４进行配 料，放入尼龙球磨罐中混合，加入适量的无水乙醇 作分散剂，连续球磨２４ｈ后出料、烘干，过筛后， 在１ １００℃煅烧４ｈ，获得ＢＳＴ粉体。Ｍｇ２ＴｉＯ４粉料 同样采用固相反应法，按照以下反应方程式制备： ２（ＭＧＣＯ３）４‘Ｍｇ（ＯＨ）２‘５ＨＥＯ＋５ＴｉＯｚ＝５ＭｇｚＴｉＯ４＋ ８ＣＯ２＋１２Ｈ２０ 首先按上述的摩尔配比称取碱式碳酸镁 （ＭｇＣＯ３）４・Ｍｇ（ＯＨ）２・５Ｈ２Ｏ和ＴｉＯ２混合料，加入氧化 锆球和无水乙醇或去离子水，球磨，出料烘干后在 １ ２００℃预烧４～８ｈ，研磨后得到。然后把Ｍｇ２ＴｉＯ４ 粉料混合到已合成的Ｂａｏ．６Ｓｒｏ．４ＴｉＯ３粉料中，按下式 配料： （１－ｘ）Ｂａｏ．６Ｓｒｏ ４ＴｉＯ３＋ｘＭｇ２ＴｉＯ４ 其中：Ｘ为质量分数，分别为０，３％，６％，１２％， ２７％，３０％，４０％，５０％，６０％，７０％，８０％和１００％， 对应各样品分别标记为ＢＳＴ，ＢＳＴ－ＭＴ（３），ＢＳＴ— ＭＴ（６），ＢＳＴ－ＭＴ（１２、，ＢＳＴ－ＭＴ（３０），ＢＳＴ－ＭＴ（４０）， ＢＳＴ－ＭＴ（５０），ＢＳＴ－ＭＴ（６０），ＢＳＴ－ＭＴ（７０），ＢＳＴ＿ ＭＴ（８０）和ＭＴ。配好的粉料再次混磨２４ ｈ后，出料、 烘干，加入聚乙烯醇（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ，ＰＶＡ）造粒后， 于１００ ＭＰａ干压成型，样品的烧结温度为１ ３２５ １４５０℃，保温时间为４ｈ。 用Ｂｒｕｋｅｒ Ｄ８ Ａｄｖａｎｃｅｄ型ｘ射线衍射（Ｘ．ｒａｙ ｄｉｆｒａｃｔｉｏｎ，ＸＲＤ）仪（Ｃｕ靶，２＝０．７ ６ ５ １５４ ４ ０６ ３ ｎｍ，管压为 ２ ● ４０ ｋＶ，管流为４０ ｍＡ）分析复合陶瓷的相结构。烧 结样品分别磨至厚度约为１ ｍｌｎ和０．２５ ｎｎＴｌ，被银后 供介电性能和可调性测试。为了测量材料的微波性 能，还制备了直径和高度不同的柱状样品，经过研 磨、抛光、清洁、干燥处理后，用于不同谐振频率 下的微波性能测试。用ＨＰ４２８４型ＬＣＲ（电感电容电 阻，ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ－ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ—ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）数字电桥测试 样品的介电性能。用ＴＨ２６１３Ａ ＬＣＲ外加Ｋｅｉｔｈｌｅｙ ６５ｌ７型电压源测试样品的可调性。用ＨＰ８７５３Ｅ型 矢量网络分析仪测试样品的微波性能。 ２结果和讨论 ２．１相结构 图１示出ＢＳＴ－ＭＴ复合陶瓷样品的ＸＲＤ谱。 由图ｌ可以看出：在ＢＳＴ－ＭＴ复合陶瓷样品中存在 ＂Ｊｒ Ｍｇ２ＴｉＯ４ ▲Ｂａｏ ６Ｓｒｏ ４ＴｉＯｓ １．１ ２Ｏ ３Ｏ ４０ ５０ ６０ ７Ｏ ８Ｏ ２ｏ／（。） 图Ｉ ＢＳＴ－ＭＴ复合陶瓷的ＸＲＤ谱 Ｆｉｇ．１ Ｘ—ｒａｙ ｄｉｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ）ｐａｔｔｅｒｎｓ ｆｏｒ Ｂａｏ ６Ｓｒｏ．４ＴｉＯ３一 Ｍｇ２Ｔｉ０４（ＢＳＴ－ＭＴ）ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｃｅｒａｍｉｃｓ １一ＢＳＴ：２－－ＢＳＴ－ＭＴ（３０Ｘ３０．ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓ ｍａｓｓ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｇ２ＴｉＯ４ ｉｎ ３０％）；３一ＢＳ ＭＴ（４０）；４－－ＢＳＴ－ＭＴ（５０）；５ｍ ＢＳＴ－ＭＴ（６０）；６－－ＢＳＴ－ＭＴ（７０）；７＿一ＢＳＴ＿ＭＴ（８０）；８－－Ｍｇ２ＴｉＯ４ 钙钛矿结构的ＢＳＴ和尖晶石结构的ＭＴ两种物相， 未发现其它杂相。 ２．２介电性能 图２显示在１０ｋＨｚ下，样品的介电温谱特性。 随着ＭＴ含量的增加，ＢｓＴ＿ＭＴ复合陶瓷的Ｃｕｒｉｅ 峰逐渐降低且变得愈加弥散，介电常数和介电损耗 也随之降低。相对于ＢＳＴ样品，ＢＳＴ－ＭＴ复合陶瓷 的Ｃｕｒｉｅ温度先向低温方向移动，然后随着ＭＴ含 量的增加又逐渐回移，见表１所示。ＢＳＴ－ＭＴ复合 陶瓷Ｃｕｒｉｅ温度的变化是由于ＭＴ的加入对ＢＳＴ的 晶格结构有一定程度的影响以及应力作用引起了不 同程度综合效应的结果。当ＭＴ的含量较低时，一 定量的Ｍｇ 进入ＢＳＴ的Ａ位或Ｂ位，导致Ｃｕｒｉｅ 温度的降低。然而，随着ＭＴ含量的增加，Ｍｇ２＋对 ＢＳＴ—ＭＴ复合陶瓷的Ｃｕｒｉｅ温度的影响趋于饱和， 内应力的作用开始起主导作用。因为ＢＳＴ－ＭＴ复合 陶瓷的晶粒随ＭＴ量的增加而有所增大，样品的晶 粒越大，相应的内应力就越小，而较小的内应力使 样品保持较高的Ｃｕｒｉｅ温度。【８】 钛酸锶钡的可调性可定义为（ｃｏ－ｃ０／ＣＯＸ １００％， 其中￡ｏ和￡ｖ分别是指ＢＳＴ－ＭＴ复合陶瓷在未加直 流偏压和加直流偏压时的介电常数。介电常数随外 加直流电场的变化关系是在室温测量的，且 ＢＳＴ－ＭＴ陶瓷均处于顺电相，如图３所示。在２０℃， 维普资讯 http://www.cqvip.com 第３５卷第ｌｌ期 孙建英等：Ｂａｏ．６Ｓｒ０４ＴｉＯ３—Ｍｇ２ＴｉＯ４复相陶瓷材料的介电可调性及微波特性 ・１４１７・ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ／￣Ｃ （ｂ）ＢＳＴ—ＭＴ 图２ ｌ０ｋＨｚ下样品ＢＳＴ ａｎｄ ＢＳＴ－ＭＴ的介电常数和介电损 耗的温度特性 Ｆｉｇ．２ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｄｉｅｌｅｃｔｉｒｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｎａｄ ｄｉｅｌｅｃｔｉｒｃｌｏｓｓｔａｎ ｆｏｒｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓＢＳＴａｎｄＢＳＴ－ ＭＴｍｅａｓｕｒｅｄ ａｔ ｌ０ｋＨｚ １０ ｋＨｚ条件下，ＢＳＴ－ＭＴ复合陶瓷材料的介电常数 随着外加直流电场的增加而逐渐降低，可调性增大。 在零电场，介电损耗均小于０．００２，介电损耗随外加 电场的变化趋势与介电常数相似，但是变化幅度较 小。由介电常数的变化可计算出图３所列样品的可 调性，见表１。 在室温、零偏置电场下，ＢＳＴ－ＭＴ（６０）样品的介 电常数为１９３，但仍能保持较高的可调性３４％，因 此，相对于ＢＳＴ－ＭｇＯ材料，ＢＳＴ－ＭＴ复合陶瓷材 料的主要特点是具有高可调性。对于ＢＳＴ－ＭｇＯ材 料，随着ＭｇＯ含量的增加，ＢＳＴ的可调性从５０％ 左右急剧下降，当介电常数降到１８９时，在２．１４ Ｖ／￣ｔｍ的偏置电场下其可调性小于１０％。［５１根据 Ｊｏｈｎｓｏｎ理论，介电常数在偏压场下的非线性特性 是由于立方钙钛矿结构中的Ｔｉ离子之间的非谐性 相互作用引起的，即可调性的大小主要源于Ｔｉ 的 振动程度的强弱，Ｔｉ—０一Ｔｉ链发生振动的机会越 充分，可调性就越大。【９Ｊ因此，与ＢＳＴ－ＭｇＯ材料 相比，ＢＳＴ－ＭＴ复合陶瓷材料具有相对较高的介电 ＤＣ ｂｉａｓ ｉｆｅｌ￣（Ｖ－ｍｍ－Ｉ） 图３ １０ｋＨｚ下ＢＳＴ－ＭＴ复合陶瓷的介电常数与ＤＣ电场关系 Ｆｉｇ．３ Ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ（ＤＣ）ｂｉａｓ ｉｆｅｌｄ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｆｏｒ ＢＳＴ－ＭＴ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｃｅｒａｍｉｃｓ ｕｎｄｅｒ １ ０ ｋＨｚ ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ 表１ ＢＳＴ和ＢＳＴ－ＭＴ复合陶瓷样品在１０Ｉｄ＇Ｉｚ时的介电性 能以及可调性 Ｔａｂｌｅ １ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｔｕｎａｂｉｌｉｔｉｅｓ ｏｆ ＢＳＴ ａｎｄ ＢＳＴ－ＭＴ ｃｅｒａｍｉｃ ｓａｍｐｌｅｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ ａｔ １０ ｋＨｚ 可调性，这可能是由于ＢＳＴ－ＭＴ复合陶瓷材料中的 ＭＴ是一种钛酸盐，对复合材料体系中的Ｔｉ—０一 Ｔｊ链的非谐性振动具有一定的贡献。 ２．３微波特性 评价ＢＳＴ－ＭＴ材料能否用于可调微波器件的 重要参数是其材料的微波特性，并用机械品质因数 Ｑ和谐振频率厂之乘积来衡量材料在微波频率下的 介电性能，Ｑ×厂值越高，材料的微波性能就越好。 样品微波性能的测量按照Ｈａｋｋｉ－Ｃｏｌｅｍａｎ开腔谐振 法【ｌ０ｌ进行，选用ＴＥｏｌ模式。当介质样品高度 Ｍ叠／２ 时（ 为介质波导波长，为正整数）产生谐振现象， 成为介质腔。对每个确定的介质腔来说，它的谐振 频率和介电常数有关，Ｑ和介质损耗有关。因此， 根据介质样品的直径Ｄ、高度ｄ，测得开式腔的谐 维普资讯 http://www.cqvip.com ・ １４１８ ・ 硅酸盐学报 ２００７住 振频率和有载品质因数，可以计算出材料的介电常 数和介电损耗角正切值，进一步得到Ｑ×厂值。表２ 列出了ＢＳＴ－ＭＴ陶瓷样品在微波频率下的介电特 性，随着ＭＴ含量的增加，Ｑ×厂值逐渐增加。其中 ＢＳＴ－ＭＴ（６０）和ＢＳＴ－ＭＴ（７０）是选用不同高度和直 径的柱体样品来测试相应的谐振频率下的介电特 性。图４显示样品ＢＳＴ－ＭＴ（６０）和ＢＳＴ－ＭＴ（７０）在 不同频率下的损耗角正切值。 表２ ＢＳＴ－ＭＴ复相陶瓷的室温微波性能 Ｔａｂｌｅ ２ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＢＳＴ－ＭＴ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｒｆｅｑｕｅｎｃｉｅｓ ａｎｄ ＲＴ —ＱＩ】ａｌｉｔｙ ｆａｃｔｏｒ；广一Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ￣ｅｑｕｅｎｃｙ ０．０４ ０．０３ ０．０２ 蠹 ０ ０１ ０．００ ６ ０ｘ１０９ ｆ／Ｈｚ 图４ ＢＳＴ－ＭＴ（６０）￣４］ＢＳＴ－ＭＴ（７０）复相陶瓷样品在不同频 率下的ｔａｎ Ｆｉｇ．４ ｔａｎ ｆｏｒ ＢＳＴ－ＭＴ（６０）ａｎｄ ＢＳＴ－ＭＴ（７０）ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｃｅｒａｍｉｃｓ ａｔ ｖａｒｉｏｕｓ ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ 由图４可以看出：样品ＢＳＴ－ＭＴ（６０）在２．５ＧＨｚ 频率附近具有较大的介电损耗，并出现介电损耗峰 值。样品ＢＳＴ－ＭＴ（７０）在微波频率下的损耗也同样 存在弛豫极化特性，但是在更高频率下发生。因此， 可以通过选择使用波段来避开有较强弛豫性的区 域。样品ＢＳＴ－ＭＴ（８０）在５．５３６ ＧＨｚ频率下的Ｑ 值己达到７５８ ＧＨｚ，但其介电可调性随介电常数的 减小而降低。 ３ 结 论 用常规的陶瓷工艺成功制备了Ｂａｏ．６Ｓｒ０．４ＴｉＯ３一 Ｍｇ２ＴｉＯ４复合陶瓷，并重点讨论了该复合材料体系 的相结构、介电性能、可调性和微波性能。ＢＳＴ－ＭＴ 陶瓷样品中存在Ｂａｏ．６Ｓｔ０．４ＴｉＯ３钙钛矿相和Ｍｇ２ＴｉＯ４ 尖晶石两种相结构。Ｍｇ２ＴｉＯ４的加入使ＢＳＴ陶瓷的 介电常数有很大的降低并降低了介电损耗，实现了 在大幅度降低ＢＳＴ陶瓷体系的介电常数和介电损 耗的条件下仍使其保持高可调性；在微波频段 ＢＳＴ－ＭＴ复合陶瓷材料存在弛豫特性。 参考文献： ［１］ＪＡＩＮ Ｍ，ＭＡＪＵＭＤＥＲ Ｓ Ｂ，ＫＡＴ１ＹＡＲ ＲＳ，ｅｌ ａｌ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓｏｌ－ｇｅｌ—ｄｅｒｉｖｅｄ ＭｇＯ：Ｂａｏ ｓＳｒ０ ５ＴＩＯ３ ｔｈｉｎ—ｆｉｌｍ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｊ Ａｐｐｌ Ｐｈｙｓ Ｌｅｔｔ，２００２，８１：３ ２１２－３ ２１４ ［２ ＺＨＡ１２】 Ｊ ＹＡＯ Ｘ，ＣＨＥＮＧ Ｘ Ｇ ｅｔ ａ１．Ｄｉｒｅｃｔ－ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｆｅｌｄ ｄｅｐｅｎｄ－ ｅｎｃｅ ｏｆ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｉｎ Ｂ２０３－ＳＩＯ２ ｇｌａｓｓ ｄｏｐｅｄ Ｂａｏ ６Ｓｒｏ４ＴＩＯ３ ｃｅｒａｍｉｃｓ［Ｊ］．Ｊ Ｍａｔｅｒ Ｓｃｉ，２００２，３７：３ ７３９—３ ７４５ ［３］ＧＥＹＥＲ Ｒ Ｇ，ＫＲＵＰＫＡ Ｊ，ＳＥＮＧＵＰＴＡ Ｌ，ｅｌ ａ１．Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｃｅｒａｍｉｃ ｐｈａｓｅ ｓｈｉｉ￣ｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］’ｈａｔ Ｓｙｍｐ Ａｐｐｌ Ｆｅｒｒｏ— ｅｌｅｃｔｒ，１９９６，２：８５１－８５４ ［４］ＺＨＡ１ Ｊ ＹＡＯ Ｘ，ＣＨＥＮＧ Ｘ Ｇ ｅｌ ａ１ Ｄｉｅｌｅｃｔｉｒｃ ｐｒｏｐｅｒｉｔｅｓ ｕｎｄｅｒ ｄｃ－ｂｉｓａ ｆｉｅｌｄ ｏｆ Ｂａｏ ６Ｓｒｏ ４ＴＩＯ３ ｗｉｔｈ ｖａｒｉｏｕｓ ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅｓ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒ Ｓｃｉ Ｅｎｇ，２００２，Ｂ９４：１６４－１６９ ［５］ ＳＥＮＧＵＰＴＡ Ｌ Ｃ，ＳＥＮＧＵＰ，ｒＡ Ｓ．Ｎｏｖｅ１ ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍａｔｅｒｉｌａｓ ｆｏｒ ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ ｎａｔｅｎｎａｓ［Ｊ］’１ＥＥＥ Ｔｒａｎｓ Ｕｌｒｔｓａｏｎ，Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ，１９９７，４４：７９２—７９７． ［６］ ＳＥＮＧＵＰＴＡ Ｌ Ｃ，ＮＧＯ Ｅ，ＳＴＯＷＥＬＬ Ｓ， ａ１．Ｃｅｒａｍｉｃｓ ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌ－ＢＳＴＯ—ＭＧＯ［Ｐ］ ＵＳ Ｐａｔｅｎｔ ５，４２７，９８８ １ ９９５—Ｏ６—２７． ［７］ＳＥＮＧＵＰＴＡ Ｌ Ｃ，ＳＹＮＯｗＣＺＹＮＳＫＩ Ｊ，ＣＨ１Ｕ Ｌ Ｈ，Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｔｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｏｎ ｔｈｅ ｏｐｔｉｃａｌ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｂａｌ ｒｉ０３ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｃｅｒａｍｉｃｓ［Ｊ］．１ｎｔｅｇｒ Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒ，１９９７，１７： ２８７－２９６． ［８］ＢＵＥＳＳＥＭ Ｗ ＣＲＯＳＳ Ｌ Ｅ，ＧＯＳＷＡＭＩ Ａ Ｋ．Ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｈｔｅｏｒｙ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ｆｉｎｅ—ｒｇａｉｎｅｄ ｂａｒｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ［Ｊ１．Ｊ Ａｍ Ｃｅｒｍａ Ｓｏｃ，１９６６，４９（１）：３３－３６． ［９］ＣＨＥＮ Ｙ，ＤＯＮＧ Ｘ Ｌ，ＬＩＡＮＧ Ｒ Ｈ，ｅｌ ａ１．Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｂａｏ６Ｓｒ０．４ＴｉＯ３／Ｍｇ２ＳｉＯ￣ＭｇＯ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｃｅｒａｍｉｃｓ［Ｊ］．Ｊ Ａｐｐｌ Ｐｈｙｓ， ２００５，９８：０６４１０７（１－５）． 『１０１ ＨＡＫＫＩ Ｂ Ｗ，ＣＯＬＥＭＡＮ Ｐ Ｄ．Ａ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｒｅｓｏｎａｔｏｒ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｎｉｄｕｃｔｉｖｅ ｃａｐａｃｉｔｉｅｓ ｉｎ ｈｔｅ ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ ｒａｎｇｅ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒｎａｓ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｔｈｅｏｒｙ Ｔｅｃｈ，１９６０，ＭＴＴ一８：４０２￣，１０．
