Ca2+掺杂堇青石陶瓷的微波介电及力学性能

作者：周士杰; 王峰; 贺智勇^*; 王晓波

来源：硅酸盐学报, 2022, 50(06): 1542-1547.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20220135

• 堇青石陶瓷
• 掺杂
• 微波介电
• 断裂韧性

采用溶胶凝胶法制备得到系列Ca2+掺杂堇青石((Mg1–xCax)2Al4Si5O18)陶瓷粉体，研究Ca2+取代Mg2+对堇青石陶瓷的烧结特性、结构组成、微波介电性能及力学性能的影响。结果表明，Ca2+的引入会提升粉体的烧结活性，能够有效促进样品的致密化烧结。当x≤0.1时，Ca2+会全部进入堇青石结构中形成固溶体，为单一α-堇青石相；当x>0.1时，检测到有钙长石相的存在。Ca2+取代Mg2+能有效降低堇青石陶瓷的介电常数，提高品质因数、谐振频率温度系数及断裂韧性。当x=0.1时，(Mg1–xCax)2Al4Si5O18陶瓷获得最优性能，介电常数为4.61，品质因数为9 949 GHz，谐振频率温度系数为–26×10–6℃–1，断裂韧性为4.76 MPa·m1/2。

• 单位
  钢铁研究总院; 中国钢研科技集团有限公司