《物理学硕士专题讲座》课程总结

物理学硕士专题讲座的课程已经结束，通过这门课程的学习，让我对课题研究的对象、方法、步骤、仪器设备的应用、相关因素和无关因素的控制、操作程序与方法、操作性概念的界定、研究结果的统计方法等有了更加深刻的了解。另外通过各位老师的精心讲解，让我明白了做科研要有严谨，认真和刻苦的态度。在各位老师介绍的课题中，我对夏老师研究的“微波介质的陶瓷的制备、结构和性能”颇感兴趣，下面我将简单阐述这一课题。

一，简介

波移动通讯的发展需求。微波介质陶瓷（MWDC）是指应用于微波频段(主要是UHF、SHF频段，300MHz～300GHz)电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷，是近年来国内外对微波介质材料研究领域的一个热点方向。这主要是适应微波移动通讯的发展需求。近年来，移动通讯，卫星通信，军用雷达，全球卫星定位系统（GPS)、蓝牙技术、无线局域网等现代技术得到了快熟发展。这些通信装置中的微波电路一般由振荡器、滤波器、衰减器、介质天线、微波集成电路基片等原件组成，微波介质陶瓷是其制备的关键和基础的材料。用微波介质陶瓷制作的元器件具有体积小、质量轻、性能稳定、加个便宜等优点。目前微波陶瓷材料和器件的生产水平以德EPCOS公司、美Trans-Tech公司、Narda MICRO WAVE-WEST、英Morgan Electro Ceramics、Filtronic等公司为最高。

    目前, 国内外对微波介质陶瓷的研究已经渐为完善, 在微波频段下,  材料的介电常数基本不随频率的变化而变化, 根据介电常数的大小将其归为低介、中介和高介3 大类, 着重对各种典型体系的结构、介电性能、目前存在的问题和改性情况进行概述。

二，前景

随着数据移动通讯和卫星通讯的迅速发展，特别 上微波器件多层设计思想的提出，微波器件的小型化、 工作高频化与多频化进程的加快，微波介质陶瓷的低 温烧结、低损耗以及介电常数可调、微波器件的进一 步实用化必然成为新一轮研究的热点；高介电材料的 研究虽然有所降温，但在制作贴片式微波器件方面仍 然会在相当长的时间内占有重要地位。目前，微波介 质陶瓷领域的热点有：传统微波介质陶瓷的低温烧结 以及中低温烧结微波介质陶瓷新体系的开发；高介电 常数微波介质新体系探索；微波介质陶瓷低损耗的极 限与超低损耗；频率捷变微波介质陶瓷等。

三，分类

1 低介微波介质陶瓷体系

微波介质陶瓷具有高介高损耗、低介低损耗的规律, 故低介体系因其高品质因数而被应用于对介质损耗要求比较严格的领域, 如卫星通讯、军用雷达等方面。

1.1 Al2O3- TiO2 系

α- Al2O3 属三方晶系, 刚玉型结构, 按畸变的六方紧密堆积, 填

2/3 的八面体空隙中。α- Al2O3 的微波介电性能:,.

, 品质因数高,但存在烧结温度高、谐振频率温度系数为较大的负值等缺点, 掺CuO 可有效降低烧结温度, 掺可调节其温度系数, 如经退火处理的0.9-0.1具有优异的介电性能:,,, 常用于制备微波集成电路的基片。

 -系中掺入金属氧化物可制得(M=Mg、Zn 等), 通式为(1- x)- x。纯的,, ( 12.3GHz) ,但 。 的作用同样是调节值, 如0.75-0.25 的 和分别为11.04 和- 1.2×10- 5/℃, (7.5GHz)[2], 综合性能比纯有明显改善。

1.2 ()系

()(R=Y、Sm、Nd、Yb 等, A=Mg、Zn)属于单斜晶系, 空间群为Pnma,结构中含棱椎形多面体、多面体和多面体, 取代元素A 可提高值。如的,，而的微波介电性能：该体系频率温度系数呈现较大的负值, 需探索新的改性方法调节其温度系数。

此外还有 系、钛酸镁系列、系、等。

2 中介微波介质陶瓷体系

     2.1 (Zr , Sn)系

该体系是一种目前应用比较广泛的中介微波介质陶瓷体系, Q 值高,值低, 其通式为(x+y+z=2)。Sn 的作用是提高Q值, 但会略微降低, 其中()(ZST)材料的介电性能最好。, Q= 7000 (7GHz),, 因较好的温度稳定性, 用它制备的介质谐振器可解决窄带谐振器的频率漂移问题。()陶瓷的主晶相是以斜方为基的(Zr, Sn)TiO4 固溶体, 在x<0.3 时, 为单相()固溶体; 在0.3<x< 0.4 时会形成固溶体, 此固溶体作为第二相与()共存, 共存体比单相()固溶体具有较高的、和较低的Q值。ZST 难以烧结致密, 而的大小又与其致密化程度有关, 通常采用碱金属氧化物作

为助烧剂促进烧结。另外, 掺杂也能在对其介电常数和谐振频率温度系数

影响不大的前提下很大程度地提高体系的Q 值。

     2.2 -系

该体系主要有两种性能优异的化合物, 和。

属于正交晶系, 在4GHz 下,, Q=9000,。加入少量可调节其温度系数, 如加入摩尔分数为10%的改性, 可使其温度系数接近于0×10- 6/℃[22]。在4GHz 下, Q为8000, 介电常数为40 左右, 温度系数为2×10- 6/℃, 化合物的形成是个缓慢的过程, 且在烧结过程中会形成少量和。的存在对的性能影响较小, 但()的存在会增大体系的值。在1400℃以上分解为和, 因此烧结时必须在1400℃以下达到致密化才能使材料具有较好的性能。同时研究表明在1000℃退火10～15h 可提高的Q 值。BT4 在-体系的介电损耗较小, 在体系中的谐振频率温度系数较低。加入一定的改性剂, 将两者按一定比例混合, 制备的复相陶瓷在低频和高频下都能适用, 且原料成本较低并已广泛应用于各种谐振器和滤波器的制备中。

3 高介微波介质陶瓷

微波在介质体内传播时的波长λ与其在自由空间传播时的波长存在如下关系：

越大,越小, 从而谐振器尺寸越小, 并且 越大, 电介质在电场作用下的极化能力愈强, 电磁能量也容易集中在电介质内, 使受到周围环境的影响小。因此高的介电常数能促进微波通讯设备、谐振器的小型化和集成化, 在高电容量的集成电路中以及低频下工作的通讯设备中应用广泛。

3.1 --系

长期以来,--系(R 为镧系稀土元素)一直是人们研究最多的体系, 通式为(BLT), 如图1 所示, 在--三元系统中, 固溶体形成区域固定在和(或)的连线上, Ti∶O 为1∶3。

      --三元系统的一部分

随x 的减少, 增多, 由于的极性比的极性大, 系统总极性增强,值也会随之增加。当x=2/3 时,微波介质陶瓷具有最高值: 在R=Sm 的系统中=10549GHz; R=Nd 的系统中=10010GHz; R=Pr 的系统中=6611GHz; R =La 的系统中=2024GHz。故--和- -最具实用价值, 它们的介电常数高(70-80), 通过掺杂改性提高其温度稳定性是以后研究的重点。

3.2 铅基钙钛矿系

铅基钙钛矿系主要是指()、(）、()、()（） 等系列材料。该系列综合了复合钙钛矿系列中A 位取代和B位取代两种方式的优点, 有两个显著的特征: 介电常数较高,频率温度系数较小; 介电常数随铅含量的增加而增大, 随B位离子半径的增大而减小。该系列有较高的, 但品质因数较低(<2000GHz), 通常对其进行B 位取代, 以提高Q 值, 尤其是Sn 的引入能使[(Nb, Fe)] 八面体压缩, 外电场作用下,、移动困难, 降低整个谐振子的阻尼系数, 损耗减小, 值显著提高, 而降低不明显, 的为8600GHz,,≈0×10- 6/℃。PbO 易挥发, 阻碍陶瓷的致密化, 且Pb的缺位会造成晶格缺陷, 形成第二相(焦绿石相), 因此烧结中需加入、作为埋粉以抑制PbO 的挥发。精确控制原料纯度和配比、较好地控制烧结气氛和工艺是该体系产业化的关键。

第二篇：燕山大学全日制硕士专业学位研究生专业实践管理规定

燕山大学全日制硕士专业学位研究生专业实践管理规定

（试行）

第一章 总 则

第一条 专业实践是全日制硕士专业学位研究生（以下简称“专业学位研究生”）培养过程中的重要环节。为保证我校专业实践工作的顺利进行，规范实践环节的管理与考核，进一步提高专业实践质量，根据教育部《关于做好全日制硕士专业学位研究生培养工作的若干意见》，教育部、国家发展改革委、财政部《关于深化研究生教育改革的意见》以及教育部、人力资源社会保障部《关于深入推进专业学位研究生培养模式改革的意见》等文件精神，结合我校实际，特制定本规定。

第二章 专业实践的组织与开展形式

第二条 专业学位研究生的专业实践环节由学院负责具体实施。学院须制定实施细则和方案，对专业实践的组织、实施、管理、考核等方面做出具体规定，安排专门人员负责管理和联络。实施细则和方案须在研究生院备案。

第三条 专业学位研究生在学期间，必须保证不少于半年的实践教学，应届本科毕业生的实践教学时间原则上不少于1年。实践教学应体现“集中与分段相结合”、“校内与校外相结合”、“实践与论文相结合”的原则。专业实践可采用以下几种形式灵活进行:

（1）由学院统筹安排，组织和选派学生进入签订协议的校外实践基地进行专业实践；

- 1 -

（2）由校内导师结合自身所承担的企事业单位科研课题，安排学生到单位现场进行专业实践；

（3）利用现有校内教学科研资源，在学院实验室、工程训练中心等校内实践基地进行专业实践；

（4）由学生自行联系，经导师、学院审核同意后，进入实践单位进行专业实践。

第三章 专业实践的内容要求

第四条 专业实践的内容必须是面向本专业类别或领域的实际工作，包括科学研究、专业调研、专业实验及专业实习等。

第五条 校内实践应围绕本专业领域培养目标，立足相关学科主干课程，充分利用校内实践基地平台，合理组织规划实践项目，既要注重对课程体系内容的深化提升，又要充分体现实践内容的开放创新。建议根据类别或领域设置若干独立的实践模块，实现校内实践的教学功能，使本类别或领域专业学位研究生能够经历一个相对完整的实践应用过程的基本训练。实践模块设置要避免简单的验证与重复，构建自主设计、探索的开放环境，充分发挥学生在实践中的创造性。

第六条 校外实践应拓宽学校与合作单位沟通渠道，加强校内导师参与，落实实践内容，积极鼓励学生参与企业产品研发、技术改造、管理决策等研究项目，同时要避免学生成为企业短期劳动力。

第四章 专业实践的过程管理

第七条 学院根据参加校内专业实践人数，定期组织校内实践基地或实验室制定本专业实践计划，内容包括各实践模块的教学计划、

- 2 -

教学大纲等。每个实践模块实践时间不少于一周，条件允许可设置多个实践模块供学生选择。专业实践计划应在实践开始前一周报研究生院备案，并面向本学院专业学位研究生公开。

第八条 专业学位研究生按照所在专业类别及培养方案要求，根据校内、校外实践安排，在校内导师指导下制订专业实践计划表，列出专业实践的具体内容，报送导师和学院审核。

第九条 学院负责组织本学院专业学位研究生实践安全、相关规章制度以及知识产权等方面的教育。为外出实践的专业学位研究生购买人身意外伤害保险，并与学生签订校外实践安全须知。

第五章 专业实践的评价考核

第十条 专业学位研究生专业实践考核内容包括实践基地对学生专业实践的表现考核和学校对学生专业实践的水平考核。

第十一条 专业学位研究生应在实践结束一周之内撰写专业实践总结报告，填写实践教学考核表，并提交相关成果报告，由校外导师（或实践指导教师）根据学生工作态度和实践任务完成情况进行考核并给出评价，由实践单位（或实践基地）签署意见。

第十二条 学院负责组织专业实践考核，采取分组考核结合现场汇报的方式进行。考核组人员组成及具体考核标准由各学院自定，并在考核前两周报研究生院备案，其中考核组成员原则上应包含专业学位研究生校内导师。考核组根据学生专业实践汇报情况、实践单位意见及导师评价，按“优秀、良好、中等、及格、不及格”五个等级评定专业实践成绩，并录入教务系统。实践考核通过者，方可申请毕业

- 3 -

和学位论文答辩。

第十三条 学院应在专业实践结束后两周内，完成考核工作并及时总结本年度专业实践执行情况、实践效果、存在问题及整改措施等内容。研究生院将根据专业实践的实际执行情况计算教学工作量、划拨实践经费。

第六章 专业实践的经费管理

第十四条 凡列入专业学位类别（领域）培养方案的专业实践课程，根据当年开课年级学生人数，按照1.5课时/生标准划拨日常管理工作量，主要用于专业实践安排、日常管理及考核答辩的工作量补贴。

第十五条 校内实践指导工作量，根据学院参加校内实践人数及实践安排计算，标准为1.2课时/周/生，主要用于校内实践教学指导教师和实验员的工作量补贴。

第十六条 学校对于校内实践基地日常教学运行给予经费支持，根据参加校内实践专业学位研究生人数，按照400元/生的标准划拨至学院，主要用于购买原材料、元器件等实验消耗用品。

第十七条 对于在校外实践基地或企事业单位开展专业实践的，学校将给予专项经费支持。校外实践经费根据实际参加校外实践的专业学位研究生人数，按照600元/生的标准划拨至学院，主要用于购买学生意外伤害保险、交通补贴、校外指导费和校外实践基地管理费等。

第十八条 专业实践管理工作量和指导工作量根据各学院承担实际教学任务每年年底统一核算，实践运行及管理经费在专业实践结束

- 4 -

后统计划拨。

学院应严格按照经费审批程序使用专业实践相关经费，确保专款专用，同时不断拓宽资助渠道，积极筹措资金，加大专业学位研究生实践经费投入。

第七章 专业实践的质量监控

第十九条 学院对学生校内校外实践内容要严格把关。确保校内实践环节保质保量，加强与校外实践企业联系，杜绝出现学生放任自流的现象。加强专业学位研究生实践期间的跟踪管理，了解和掌握学生的实践情况和思想动态，及时发现和解决问题。严格考核并做好相关资料的整理和归档工作。

第二十条 研究生院全面监控专业实践教学质量，对于经费使用和实践质量追踪问效。不定期组织实践教学专项检查，包括查阅实践教学相关文档材料，检查考核环节等。对于在实践环节中弄虚作假的学生，查实后该生专业实践考核成绩不合格，并酌情追究导师和相关学院责任。

第八章 其 他

第二十一条 本规定自2013级专业学位研究生起开始施行，由研究生院负责解释。

- 5 -