新型8層六方鈣鈦礦微波介質(zhì)陶瓷的合成，結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、微波介質(zhì)陶瓷在最近十幾年的應(yīng)用越來越廣泛，是制造諧振器和濾波器的關(guān)鍵材料。B位空缺的8層六方鈣鈦礦具有良好的微波介電性能，在微波電子元器件中具有潛在的應(yīng)用價值。為了改善B位空缺的8層六方鈣鈦礦的微波介電性能，我們研究了熔鹽法和固相法兩種不同的合成路徑對 B位空缺的8層六方鈣鈦礦材料Ba8NiTa6O24物相穩(wěn)定以及微波介電性能的影響，同時我們探索新的B位空缺的8層六方鈣鈦礦介質(zhì)材料，合成了新的8層六方鈣鈦礦Ba8NiNb6O24并研究它

2、們結(jié)構(gòu)與介電性能，并理解8層六方鈣鈦礦物相穩(wěn)定機(jī)制。具體的研究結(jié)果如下：
　?。?）我們在開展用熔鹽法合成六方鈣鈦礦Ba8NiTa6O24的工作中，通過對六方鈣鈦礦Ba8NiTa6O24的多態(tài)性及微波介電性質(zhì)的研究，得到以下結(jié)果：在固相法合成中，低于1300℃時，Ba8NiTa6O24是立方相Ba3NiTa2O9和六方相Ba5Ta4O15的混合物相材料，這兩個物相在1300℃發(fā)生反應(yīng)生成六方相Ba8NiTa6O24；在熔鹽法合成中

3、，Ba8NiTa6O24形成亞穩(wěn)態(tài)的立方相，在1300℃時，立方相Ba8NiTa6O24反應(yīng)生成六方相Ba8NiTa6O24。這種穩(wěn)定的立方相Ba8NiTa6O24含有~3％的A空位，~9.5%的B空位和~3%的B空位被Ba所占有。固相法合成的六方陶瓷柱性能最好（εr~27，Q×f~52000 GHz，τf~30 ppm/℃），熔鹽法合成的立方陶瓷柱性能最差（εr~36，Q×f~18600 GHz，τf~110 ppm/℃），熔鹽法合成

4、的六方陶瓷柱性能（εr~29，Q×f~20000GHz，τf~67ppm/℃）介于兩者之間。固相法獲得的六方鈣鈦礦陶瓷呈現(xiàn)出明顯的晶粒各向異性生長，而在熔鹽法合成中晶粒生長的各向異性受到了很大的抑制。六方鈣鈦礦各向異性的生長可能更有利于降低材料的諧振頻率溫度系數(shù)?f。
　?。?）我們在開展用固相法合成新型8層六方鈣鈦礦Ba8NiNb6O24的工作中，通過對其結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性與介電性質(zhì)的研究，得到以下結(jié)果：經(jīng)過透射電鏡（TEM）分析和用

5、Rietveld精修證實(shí)Ba8NiNb6O24為孿生型六方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，空間群為：P63mc，晶胞參數(shù)為：a=10.0727(3)A,c=18.9890(8)A。Ba8NiTa6O24微波介電介質(zhì)性能參數(shù)為：εr~38，Q×f~32412GHz，τf~60 ppm/℃，具有一定的潛在應(yīng)用價值。
　?。?）我們對Ba8MgTa6O24和Ba8MgNb6O24體系開展了新8層六方鈣鈦礦的合成工作中，得到以下結(jié)論：通過固相法和熔鹽法均不能

6、合成新型8層六方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)陶瓷Ba8MgTa6O24。在固相法中低于1500℃時，Ba8MgTa6O24是立方相Ba3MgTa2O9和六方相Ba5Ta4O15的混合物相材料，這兩個混合物相在1500℃下生成10層的六方鈣鈦礦Ba10Mg0.25Ta7.9O30和立方相 Ba3MgTa2O9的混合物相材料。而熔鹽法合成中，Ba8MgTa6O24形成亞穩(wěn)態(tài)的立方相，在1400℃時，立方相Ba8MgTa6O24生成10層的六方鈣鈦礦Ba10M