TiO2-ZnO-MgO-SnO2系介电陶瓷的制备与性能-微积分金属材料工程毕业论文开题报告

西安科技大学毕业设计(论文) 开 题 报 告 题 目 TiO2-ZnO-MgO-SnO2系介电陶瓷的制备与性能 院、系(部) 材料科学与工程学院 专业及班级 无机非金属材料工程专业0902班 姓 名 王长安 指 导 教 师 刘向春 日 期 2013年3月20日 西安科技大学毕业设计（论文）开题报告题 目TiO2-ZnO-MgO-SnO2系介电陶瓷的制备与性能选题类型论文1、 选题依据(简述国内外研究现状、生产需求状况, 说明选题目的、意义，列出主要参考文献)：国内外研究现状 介电陶瓷是在电子电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷,是现代通信广泛使用的谐振器、滤波器、介质导波回路等元器件的关键材料。近年来随着卫星通信和电子技术的迅猛发展，电子元器件的小型化、片式化和集成化成为重要的发展方向，其中包括多层滤波器、双工器、片式天线等在内的多层片式化的电子器件得到了快速发展，电子器件的发展对介质陶瓷材料提出了更高的要求，材料不仅具有优异的介电性能和稳定性，同时要求烧结温度较低，以便与高导电率的银导体共烧结形成一体化结构。钛铁矿结构的钛酸锌(ZnTiO3)介质陶瓷因其具有较低的烧结温度、优良的介电性能，成为很有发展前途的材料。已有研究表明，在ZnO-TiO2系统中存在3种不同的相结构: Zn2TiO4、Zn2Ti3O8立方相和ZnTiO3六方相。其中，六方ZnTiO3陶瓷具有钛铁矿结构，介电性能优异，可与MgTiO3的介电性能媲美。但ZnTiO3在温度高于945会发生分解，生成介电性能较差的Zn2TiO4尖晶石相，因此获得具有实用价值的ZnO-TiO2系的介电陶瓷成为开发研究的重要课题。但是纯相的ZnTiO3存在温区为820900，而传统固相合成法合成温度高于900，因此很难采用传统的固相反应法合成相结构稳定的纯六方相ZnTiO3，这也严重限制了ZnO-TiO2系介电陶瓷的实际应用。因此，为了拓展和提升ZnO-TiO2系陶瓷的实用价值和实用意义，有必要对该体系进行进一步的研究，本课题在前人所做研究的基础上，拟采用掺杂改性的方法，在ZnO、TiO2中加入一定比例的MgO和SnO2，构成TiO2-ZnO-MgO-SnO2复合体系来进行改性研究，总结MgO和SnO2复合掺杂对ZnO-TiO2系介电陶瓷性能的影响的规律，获取介电性能更佳，介电损耗更小，性能更加稳定的ZnO-TiO2-MgO-SnO2系介电陶瓷。生产需求状况 介电陶瓷材料是特种陶瓷材料领域中最具活力，最有发展前途的重要组成部分。它是以电、磁、光、热和力学等性能及其相互转换为主要特征，在电子、通讯、自动控制、信息计算机、激光、医疗、机械、汽车、航空、航天、核技术和生物技术等众多高技术领域中为关键材料，其产值约占整个特种陶瓷总产值的70%，有着显著的社会效益和可观的经济效益。各经济发达国家、地区都把它列为优先发展的领域，研究、开发十分活跃。 当前电子信息正向着集成化、微型化和智能化方向发展，相应地要求电子元器件逐步向微型化、薄膜化、多功能、高效能、高可靠性和高稳定性方向发展。，由于该研究对仪器设备，计算技术要求高，费用大，国内与国外相比还有不小差距，以至进口装备的价格仍较国产同类或相近产品要高510 ，因此具有广阔的市场前景和需求。选题目的及意义 选择该课题的目的和意义主要有以下几方面：（1） 通过该课题掌握ZnO-TiO2系陶瓷的相关理论和制备过程，增加对ZnO-TiO2系介质陶瓷的了解；（2） 掌握改变介质陶瓷性能的工艺方法掺杂改性，这种方法能够有效提高介电陶瓷介电性，降低陶瓷的介电损耗，扩展相稳定范围，制备出性能更佳的介电陶瓷，对推进ZnO-TiO2 系介质陶瓷的理论研究和实际应用具有重要推进作用。（3） 通过对该课题的研究对自己在大学四年中所学知识和掌握的各种能力进行一次综合考察和深刻的总结；（4） 培养自己的科学研究能力，使自己初步掌握进行科学研究的基本程序和方法。通过撰写毕业论文，可以了解科学研究的过程，掌握如何收集、整理和利用材料；如何观察、如何调查、作样本分析；如何利用图书馆，检索文献资料；如何操作仪器等方法。撰写毕业论文是学习如何进行科学研究的一个极好的机会，因为它不仅有教师的指导与传授，可以减少摸索中的一些失误，少走弯路，而且直接参与和亲身体验了科学研究工作的全过程及其各环节，是一次系统的、全面的实践机会。参考文献1 侯育冬, 唐斌. MgO 含量对ZTM 体系六方钛铁矿相热稳定性的影响J. 功能材料, 2002, 33(4): 408.2 Kim H T, Byun J D, Kim Y H. Microstructure and microwave dielectrics properties of modified zinc titanates(I) J. Mater Res Bull, 1998, 32(6):963 Kim H T. Low-fired (Zn,Mg)TiO3 microwave dielectrics J. J Am Ceram Soc, 1999, 82(12): 34764刘向春，谢述峰。ZnO-TiO2系微波介质陶瓷的相结构级研究进展J。电子元件与材料，2005,24（6）：47-665 Alexander Golovchansky. Zinc titanates dielectric ceramics prepared by sol-gel process J. J Korean Phys Soc, 1998, 32(2): S1167.6 Kim H T, Kim S H. Low-temperature sintering and microwave dielectricproperties of zinc metatitanate-rutile mixtures using boron J. J Am Ceram Soc, 1999, 82(11): 30437 Li Bo. Low-fired microwave dielectrics in ZnO-TiO2 ceramics doped with CuO and B2O3 J. J Mater Sci, 2002, 13: 415.8刘向春 钛酸锌介电陶瓷的低温烧结研究 西安：西北工业大学出版社，20059崔剑飞，陈玮，王乃刚，等 添加U9! 41对R.! T34)陶瓷的显微结构与微波介电性能的影响 无机材料学报，2003,18（1）：180184.10刘向春，王为民，高峰等，稀有金属材料与工程3 J. 2006,35（s2):4511刘向春，赵丽丽，高峰，无机材料学报J；2006,21（4）:885二、主要研究(设计)内容、研究（设计）思路及工作方法或工作流程（1） 研究内容ZnO、TiO2、MgO、SnO2四中氧化物作为实验的起始原料。然后按一定的比例配比，球磨，造粒，压片，烧结，测试。本课题旨在研究ZnO-TiO2系介电材料通过两种氧化物复合掺杂改性后的介电性能的规律。 研究主要包括以下内容：1、 TiO2-ZnO-MgO-SnO2系介电陶瓷起始原料的制备2、 制备陶瓷试样并在一定的温度制度下进行烧结3、 测试烧成试样的介电性能（2） 制备工艺流程图 ZnO MgO 球磨混合 造粒 SnO2 TiO2 成品 烧成 压片 （3）研究方法 1)采用SEM和TEM观察试样的表面和微观形貌2)采用XRD分析试样的相结构、组成、晶体生长 3)采用HP-4294A阻抗分析仪测试试样不同频率下的介电性能二、 毕业设计(论文)工作进度安排 （1）查阅相关资料 -3月5号到12号 （2）写开题报告、英文翻译 -3月12号到22号 （3）原料采购及实验前的准备工作 -3月23号到27号 （4）进行实验 -3月28号到4月2