鉍基焦綠石介電體的微結(jié)構(gòu)與低溫弛豫特性研究.pdf

1、本文從材料科學(xué)的角度出發(fā)，利用傳統(tǒng)固相反應(yīng)法制備了系列立方Bi基焦綠石材料
　　，對(duì)在不同氣氛下的退火處理材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)、性能表征。討論了材料組成、退火工藝對(duì)固體微結(jié)構(gòu)和介電弛豫機(jī)制的作用規(guī)律。主要研究成果如下：
　　 （1）對(duì)比BZNM 系列材料的的結(jié)構(gòu)信息和介電溫度特性，發(fā)現(xiàn)B 位四價(jià)離子半徑的增加使得氧偏移量變大，發(fā)生畸變的頂角相連的BO6 八面體骨架結(jié)構(gòu)對(duì)填充在其間的A、O‘離子造成了一定程度的擠壓，使得A、O‘離

2、子之間的作用力增強(qiáng)，弛豫度也隨之增加；B 位的易變價(jià)四價(jià)離子在高溫或是還原氣氛下易被還原為低價(jià)離子，由于局域的電價(jià)不平衡易產(chǎn)生弱束縛電荷，在較高溫度下和電場(chǎng)作用下形成漏導(dǎo)電流，造成介電損耗增加。產(chǎn)生高溫漏導(dǎo)現(xiàn)象的溫度向低溫方向移動(dòng)。
　　 （2）研究了(Bi1.5Zn0.5-xSrx)(Ti1.5Nb0.5)O7（BZSTN，x=0～0.5）系列陶瓷的結(jié)構(gòu)和介電弛豫特性。結(jié)合對(duì)弛豫能等參數(shù)的計(jì)算發(fā)現(xiàn)低溫區(qū)的弛豫現(xiàn)象源于偶極子轉(zhuǎn)向

3、極化效應(yīng)；而高溫區(qū)的弛豫現(xiàn)象則源于形成偶極子、缺陷偶極子的荷電載流子、正、負(fù)離子空格點(diǎn)在外界熱擾動(dòng)下克服之間的Coulomb 力重新形成游離在結(jié)構(gòu)中的離子、缺陷、帶點(diǎn)空格等荷電粒子的振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的共振效應(yīng)。
　　 （3）研究了(Bi1.5Zn0.5-xLix)(Ti1.5Nb0.5)O7-xFx（BZTN-LiF，x=0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5）系列陶瓷的結(jié)構(gòu)和介電弛豫特性。隨著LiF 摻雜量的增大，晶胞的體

4、積也逐漸增大，LiF的添加利于陶瓷材料的燒結(jié)。弛豫溫度隨著LiF 摻雜量的增大向高溫方向移動(dòng)，說(shuō)明氧空位、缺陷數(shù)目的增加使得材料中缺陷偶極子的數(shù)目增加，而在液氮的測(cè)試溫度下，偶極子的極化反轉(zhuǎn)頻率在我們所測(cè)試的頻率范圍內(nèi)，因此有弛豫現(xiàn)象產(chǎn)生；弛豫溫度向高溫方向移動(dòng)則說(shuō)明偶極子之間的作用力增強(qiáng)，偶極子隨外電場(chǎng)反轉(zhuǎn)需要的能量隨之增加；
　　 （4）通過(guò)對(duì)Debye、V-F 關(guān)系、新玻璃等弛豫模型及C-W、Barrett Equatio