系列类钙钛矿化合物的组成、结构与介电性能关系的研究

《系列类钙钛矿化合物的组成、结构与介电性能关系的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中文摘要为了探索新型类钙钛矿结构功能材料，本论文根据晶体结构特征与A、B位离子阳离子的特性(半径、电价、极化率)进行组成设计，合成与制备了B位缺位类钙钛矿型AnB。．103。和填满型钨青铜A6Bl0030系列新化合物及陶瓷。系统研究了其组成、晶体结构与介电特性的关系，分析了材料结构与性能的变化规律并探讨了其应用前景。在BasNb4015--BaTi03体系中采用高温固相法制备了Ba。Tin．sNb403。(n-6，7，8)系列陶瓷，其中Ba6TiNb4018形成了交替型类钙钛矿结构；BasTisNb4024形成了孪生型类钙钛矿结构；BaT

2、Ti2Nb402l陶瓷则高温分解成Ba6TiNb4018、BasTi3Nb4024两相。随n的增加，容限因子t逐渐增大，结构的稳定性是逐渐降低；介电常数￡r逐步逐渐增大(45．108．6)；品质因子Q．，值逐渐降低(22882～13179)；谐振频率温度系数r／迅速增加(+59~+175ppm'Cd)。在Bao—La203一Ti02—Nb205体系中设计、合成与制备了A6Bs018型系列新化合物Ba岳nLa。nl+fINb4．nOl8(n_1，2，3)及其陶瓷。采用x射线粉末衍射Rietveld法对系列新化合物进行了晶体结构分析，其结构可

3、以描述为完全有序堆积的5个共顶相连[0XTb，TDOdA．面体块被一层空的氧八面体[0061隔开。随H的增加即La与Ti取代量的增加，Ba6．nL‰Til+nNb4．nOl8(n．1~3)陶瓷的介电常数￡，逐步降低(57．3~48．3)；Q：，值逐步增加(18456--．24865)；谐振频率温度系数r，迅速降低(+138计37．3ppm。C。1)。通过改进的Clausius-Mosotti方程从单位晶胞体积内离子极化率变化的角度可以很好的解释介电常数的变化规律。Q．值与谐振频率温度系数的变化与A位、B离子的平均键价变化密切相关，A位、B

4、离子的平均键价随n的增加而上升，引起了陶瓷本征损耗的降低与谐振频率温度系数的下降。经过Nd取代La制备了新化合物BasNdTi2Nb3018和Ba4Nd2TisNb2018及其陶瓷，确定了Nd取代La的极限。Nd取代La导致晶胞体积缩小，介电常数￡，和谐振频率温度系数础随之降低。其中BaaNd2Ti3Nb2018具有较高的介电常数￡，(44．6)，较高的Qf值(18，456GHz)-与／J、的谐振频率温度系数可(+18ppm'Cd)，因此具有较好的综合性能。，在Ba0---La203--Ti02—Nb205体系中设计、合成与制各了A584

5、015型系列新化合物Ba5．ⅡLanTi，p岫佃O,5(n=1，2，3)及其陶瓷，进行了晶体结构分析，获得结构信息。随力的增加BJ]La与n取代量的增加，Ba5．玎‰n№015(n-1～3)陶瓷的介电常数8，逐步降低(53J3~47．1)：Q，值逐步增加(23369～33404)；谐振频率温度系数勺迅速降低(+69～3ppm'C4)。Ba3La2Ti2Nb2015、Ba2La3Ti3Nb015的研接近于零，而且具有较高的品质因子，因此有希望成为实用化的微波介电陶瓷材料。经过A位Nd取代La$1j备了新化合物BacNdTiNb3015和Ba

6、3Nd2Ti2Nb2015及其致密陶瓷，进行了晶体结构精修，其结构与Ba4LaT'INb3015和Ba3La2Ti2Nb2015同构。Ba4Nd2Ti3Nb2018和Ba3Nd2Zi2Nb2015具有较高的介电常数￡r(46．8与38．15)：较高的Qf值(19，678GHz与18，816GI'-Iz)；小的谐振频率温度系数印(+28ppm'C～，+12ppm'C’1)。通过B位sn取代Ti$,J备了新化合物Ba4LaSnNb3015，介电常数￡，为39．10，Qf值为14，870，v；o--29ppmK"1，较Ba4LaTiNb3015

7、明显降低。在组成介于两者之间的Ba4Lan。Sn,．xNb3015固溶体中可以得到卿微波介质陶瓷。在sr口叫．n203—m02—M205体系中通过阳离子组合设计、制备了系列填满型四方钨青锕结构薪化合物s‰LnnIn2Ⅻhd8。Q30(援=l。2；M=Ta，Nb)及其陶瓷。其中Sr5LnTi3Ta7030室温时为顺电相。随着Ln”离子半径的减小，晶胞参数逐渐降低，轴比c／a也逐渐降低。频率为1MHz时，SrsLnTi3Ta7030陶瓷具有高的室温相对介电常数，介于131-108之间，随着Ln3+离子半径的减小而降低；介电常数温度系数t价于．

8、710～880ppm·℃。之间；介电损耗为10。3数量级。该系列陶瓷有望成为一类新型负温度系数补偿介电陶瓷材料。Sr4La2Ti4Ta6030与Sr4Nd2Ti4Ta6030室温时为顺电相，1