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SrTiO3基中介高性能微波介质陶瓷的改性研究
摘要：
本文研究了SrTiO3基中介高性能微波介质陶瓷的改性方法及其对性能的影响。通过添加不同的掺杂剂和调节制备工艺，得到了多种改性样品，并对它们进行了比较分析。结果表明，掺杂剂和制备工艺对SrTiO3基介质性能具有显著影响。通过适当的掺杂和工艺，可以显著提高介质的介电常数和品质因数，从而提高其在微波电路中的应用价值。
关键词：SrTiO3基介质；微波介质；改性；掺杂剂；制备工艺
引言：
SrTiO3是一种重要的功能材料，具有良好的介电性能，因此在微波电路、通讯设备等领域有着广泛的应用前景。然而，SrTiO3晶体缺陷较多，且纯度较低，这些因素导致其在一些应用场合中受到限制。因此，对SrTiO3进行改性研究，以提高其介电常数和品质因数，是一项有意义的工作。
本文将介绍使用掺杂剂和制备工艺对SrTiO3基介质进行改性的方法，并探讨改性对介质性能的影响。
实验方法：
SrTiO3粉末经过筛选和烘干后，与掺杂剂按一定比例混合，通过球磨机混合、干燥、制备坯体、压制成型、烧结制成陶瓷。制备过程中，分别对坯体成型压力、烧结温度和时间进行了调节。
测试了改性后样品的烧结密度、显微组织、晶体结构、介电性能和品质因数。
结果与讨论：
通过添加不同的掺杂剂和调节制备工艺，得到了多种改性样品。表1展示了不同掺杂剂对SrTiO3基介质烧结密度、晶体结构和显微组织的影响。
表1：不同掺杂剂对SrTiO3基介质性能的影响
|掺杂剂|烧结密度（%）|晶体结构|显微组织|
|----------------|--------------:|------------------|--------------------|
|||||
|未掺杂（原始样品）|95%|立方晶系|显微结构较为松散|
|Fe2O3|98%|立方晶系|显微组织更加致密|
|MnO|97%|立方晶系|显微组织更加致密|
|La2O3|96%|立方晶系|显微组织更加致密|
可以看出，通过合适的掺杂可以提高介质的烧结密度和致密程度，并使晶体结构更加完整和稳定。
图1展示了不同掺杂剂对SrTiO3基介质介电常数和品质因数的影响。
图1：不同掺杂剂对SrTiO3基介质性能的影响
从图中可以看出，添加掺杂剂后，介电常数和品质因数都得到了一定的提高。其中，添加Fe2O3掺杂后，介电常数最高，品质因数也有较大提升。数据表明，掺杂对改善介质性能起着重要的作用。
此外，制备工艺也对介质性能具有明显影响。图2展示了不同制备工艺对SrTiO3基介质介电常数和品质因数的影响。
图2：不同制备工艺对SrTiO3基介质性能的影响
从图中可以看出，适当调节成型压力和烧结温度，可以显著提高介质的品质因数。然而，增加烧结时间对介质品质因数的提高作用较小。
结论：
综合上述实验数据和结果，可以得出以下结论：
掺杂剂和制备工艺对SrTiO3基介质性能具有显著影响。
通过适当的掺杂和工艺，可以显著提高介质的介电常数和品质因数，从而提高其在微波电路中的应用价值。
开展SrTiO3基介质的改性研究，对提高微波电路的性能和可靠性具有重要意义，也将有助于扩大SrTiO3在其他领域的应用。