LaNbO4系微波介质陶瓷研究

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1、LaNbO4系微波介质陶瓷研究StudyofMicrowaveDielectricPropertiesofLaNbO4CeramicSystem学科专业：微电子学与固体电子学作者姓名：顾青青指导教师：肖谧天津大学电气自动化与信息工程学院二零一七年十二月摘要为了达到促进高新理论技术与实际产业结构改造的目的，未来研究陶瓷材料的重点将偏向于多功能材料。我国在这方面的技术投资相对落后，许多先进技术仍要从西方国家引进，所以我们需要投入更多的精力来研究新型多功能材料。微波介质陶瓷材料是基础的的多功能物质材料，被广泛应用在移动通信、生

2、物医疗和公共基础设施等各个地方，发展迅速且作用也越来越大。本文研究的铌酸镧微波介质陶瓷是一种具备多种功能的稀土铌酸盐陶瓷体系，我们重点研究了陶瓷的结构和微波介电性能，从以下几个方面展开：1.首先制备纯相LaNbO4陶瓷，并进行结构分析，结果表明LaNbO4属于单斜晶系。基于复杂的化学键理论，计算了LaNbO4陶瓷各类化学参量的性质，建立化学键参量（离子性、晶格能及键能）与微波介电性能（介电常数、品质因数及谐振频率温度系数）之间的联系，分析由烧结温度引起的晶体结构变化与介电性能的关系。2.用稀土离子Sm3+取代La3+，研

3、究不等量Sm3+离子对(La1-xSmx)NbO4陶瓷的结构与性能的影响，用五价离子Ta5+对LaNbO5+4陶瓷的Nb进行置换，研究不等量Ta5+离子对LaNbO4陶瓷各类化学键参量的影响。3.在预烧后的铌酸镧陶瓷粉体中添加BaCu(B2O5)，当掺杂量为1wt%时，LaNbOoo4的烧结温度可从1325C降低到925C。由于BaCu(B2O5)的谐振频率温度系数较大是75ppm/oC，随着BaCu(B2O5)掺杂量的增加，陶瓷的谐振频率温度系数的值会越来越大。本文制备了纯相铌酸镧陶瓷样品，再根据它的独特结构从两个切入

4、点做深入研究，分别是铌酸镧陶瓷的玻璃掺杂和离子取代，最后通过Rietveld结构精修来探究离子取代对陶瓷晶体结构的影响，并且计算出能够表征结构性能的各类化学键参量，从本征角度系统地研究陶瓷微波介电性能的变化趋势。关键词：铌酸镧陶瓷，离子取代，BaCu(B2O5)，微波介电特性，晶体结构IABSTRACTTheresearchofceramicmaterialswillfocusonmulti-functionalmaterialsinordertopromotehigh-techtheoreticalandpractic

5、alindustrialrestructuring.Inthisarea,Chinesetechnologyinvestmentisrelativelybackward,andmanyadvancedtechnologiesstillneedtobeimportedfromwesterncountries.Therefore,weneedtodevotemoreenergytostudyingnewmultifunctionalmaterials.Microwavedielectricceramicmaterialiso

6、nekindbasicmulti-functionalmaterial,whichiswidelyusedinmobilecommunications,biomedicalandpublicinfrastructure.Inthispaper,thelanthanumniobatedielectricceramicsisakindofrareearthniobateceramicsystemwithmanyfunctions.Wefocusonthestructureandmicrowavedielectricprope

7、rtiesoftheceramics.Ourstudystartfromthefollowingaspects:1.PurephaseLaNbO4ceramicswerepreparedandthecrystalstructureofthemwereanalyzed.TheresultsshowedthatLaNbO4ceramicsbelongtomonoclinicsystem.Basedonthecomplexchemicalbondtheory,thepropertiesofvariouschemicalpara

8、metersofLaNbO4ceramicswerecalculatedtheoretically.Thechemicalbondparameters(Dielectricconstant,qualityfactor,temperaturecoefficient)andthemicrowavedielectricpr