稀土改性鈮、鉭酸鹽填滿型鎢青銅結(jié)構(gòu)陶瓷的介電性能研究.pdf

1、鎢青銅結(jié)構(gòu)復(fù)合氧化物具有優(yōu)異的鐵電、壓電、熱釋電、非線性光學(xué)等性能,在聲表面波濾波器、諧振器、光波導(dǎo)、光調(diào)制器和紅外探測(cè)器等電子元器件領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。同時(shí)該體系材料也是介電材料家族中一個(gè)十分重要的成員,具有良好的組成、結(jié)構(gòu)和功能特征。鑒于鎢青銅結(jié)構(gòu)的材料具有較好的結(jié)構(gòu)相容性與組成可調(diào)性,可以通過摻雜或置換的方法來改善材料的性能。根據(jù)鎢青銅結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),本實(shí)驗(yàn)對(duì)氧八面體內(nèi)、外陽離子的組合進(jìn)行設(shè)計(jì),分別制備了Al系列鈮酸鹽陶瓷和Fe系

2、列鈮鉭酸鹽陶瓷,并對(duì)它們的結(jié)構(gòu)與介電性能進(jìn)行了研究。
　　 本研究采用固相合成法制備了兩個(gè)系列的鎢青銅結(jié)構(gòu)陶瓷,采用X射線衍射分析(XRD),掃描電子顯微鏡分析(SEM)及介電性能測(cè)試等方法對(duì)它們的結(jié)構(gòu),形貌及介電性能等性質(zhì)進(jìn)行了表征,結(jié)果表明：Al系列的Ba6AlNb9O30和Ba4Ln2Al2Nb8O30(Ln=La,Pr,Nd,Sm)鈮酸鹽陶瓷為純相,屬于四方鎢青銅結(jié)構(gòu),隨著Al位陽離子(Ln=La,Pr,Nd,Sm)的遷

3、入(即稀土離子的摻雜),介電常數(shù)呈降低的趨勢(shì)。在高溫下,它們都顯示出異常介電峰,其中Ba6AlNb9O30和Ba4Sm2Al2Nb8O30的介電峰具有弛豫特性。對(duì)于Fe系列的Ba4Ln2Fe2Nb2Ta6O30(Ln=La,Nd,Sm,Eu)和Ba4Gd2Fe2Nb8-xTaxO30(x=2,4,6,8)鈮、鉭酸鹽陶瓷,它們的XRD數(shù)據(jù)可以進(jìn)行指標(biāo)化,該體系陶瓷屬于四方鎢青銅結(jié)構(gòu),具有良好的燒結(jié)性能。在Ba4Ln2Fe2Nb2Ta6O3

4、0(Ln=La,Nd,Sm,Eu)中,Ln=Eu摻雜時(shí)得到了最高的介電常數(shù)～109(1MHz),同時(shí)具有相對(duì)較小的介電損耗～0.0421(1MHz)。Ba4Gd2Fe2Nb8-xTaxO30(x=2,4,6,8)系列陶瓷在室溫以上屬于順電相,低溫下具有較低的介電溫度穩(wěn)定常數(shù),高溫時(shí)則具有與介電弛豫相似的介電異常峰。通過對(duì)弛豫時(shí)間的分析,該系列陶瓷的激活能Ea分別為0.77,1.11,1.26和1.02eV,同樣,可以得出ω0分別為0.9