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(Mg_1-xZn_x)₂ SiO₄ (0≤x≤1)陶瓷微波介电性能研究

宋开新 , 应智花 , 邵李焕 , 郑梁 , 徐军明 , 秦会斌

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00255

采用固相反应法制备(Mg _1-x Zn_x)₂ SiO₄ (0≤x≤1)微波介质陶瓷, 研究(Mg _1-x Zn_x)₂ SiO₄ 陶瓷在0≤x≤1范围内的相演变、微结构与其微波介电性能间相互关系. XRD测试结果表明：橄榄石结构的Mg₂SiO₄与硅矽矿结构的Zn₂SiO₄在晶体结构上存在很大差别, (Mg, Zn)₂ SiO₄在0≤x≤1范围内只能部分地实现有限固溶. 背散射电子扫描显微镜（BESEM）测试结果显示：随着x的增加, MgSiO₃第二相得到抑制; 陶瓷出现液相烧结, 促进晶粒生长与玻璃相在晶界处沉积. 微波介电性能测试结果表明：由于Zn ²⁺离子极化能力大于Mg ²⁺离子, (Mg _1-x Zn_x)₂ SiO₄ (0≤x≤1)陶瓷介电常数随x值增加而增大; 0≤
x≤1范围内, Mg₂SiO₄陶瓷微波性能由于第二相、气孔率增加与晶粒增大而降低, Zn₂SiO₄陶瓷由于微结构得到改善, 陶瓷微波性能得到优化. 当x=0.6时, 得到较好的(Mg _0.4 Zn _0.6)₂ SiO₄ 陶瓷微波性能为：ε_r=6.6, Qf=95650GHz,τ_f=-60×10^-6/℃

关键词: (Mg _1-x Zn_x)₂ SiO₄ , ceramics , microwave properties