系列復(fù)合鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鈮鉭酸鹽的合成及其介電性能的研究.pdf

1、近年來,隨著微波通信的日益發(fā)展,特別是衛(wèi)星通信的不斷擴(kuò)大,高Q微波介質(zhì)材料的研究已日益受到重視,具有復(fù)合結(jié)構(gòu)鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)、組成為Ba(Mg1/3Ta2/3)O3(BMT)目前在x波段Q值最高的一種材料。但此種材料因燒結(jié)溫度過高(1650℃),極易造成Mg、Ba等組份的揮發(fā)而使其介電性能惡化。為了改善其燒結(jié)性,許多學(xué)者對此進(jìn)行了廣泛的研究[],如Matsumoto等(1986)采用快速燒結(jié)工藝(330℃/min)得到了燒結(jié)密度達(dá)理論密度9

2、8%的BMT陶瓷,chen等(1994)采用多次煅燒合成工藝,來消除合成過程中產(chǎn)生的雜相以改善燒結(jié)性。得這些技術(shù)的應(yīng)用會不同程度地造成：(1)制備工藝復(fù)雜化。(2)化學(xué)組成偏離化學(xué)計量比。(3)易混入有害雜質(zhì)。雖然液相法合成BMT粉末可以克服以上缺點(diǎn),但目前液相法因鉭鹽制備困難而難以實(shí)際應(yīng)用。 本工作擬運(yùn)用各種離子對對鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料改性技術(shù),研究其對燒結(jié)性和微波介電性能的影響。在材料學(xué)中,通過組分上的類質(zhì)同像代換,已衍生眾多性質(zhì)上得到

3、改進(jìn)的"新型材料"。但對BMT來說,迄今還未見這方面的報道。實(shí)驗結(jié)果表明：1)Ti4+、Zr4、Mg2+、Ta5離子對可構(gòu)成類質(zhì)同像代換,x光衍射圖表明存在一個組成介于BMT和TiO2之間、BMT和ZrO2之間的相,TCPDS卡中及相關(guān)文獻(xiàn)無相應(yīng)報道,這是兩個新固溶體系列。(2)對兩個新固溶體系列Ba(Mgx/12Ti(12-3x)/12Ta2x/12)O3 (1/3≤x≤4)、Ba(Mgx/12Ti2x/12Zr(12-3x)/12)

4、(3.667≤x≤4)的x光衍射圖指標(biāo)化,最后確定其為三方晶系,晶格常數(shù)a=0.0578nm b=0.07085nm 空間群pm3m.。(3)運(yùn)用電子陶瓷制備工藝(配料、研磨、預(yù)燒、研磨、燒成)得到了在1400℃燒結(jié)就能改密的優(yōu)良微波陶瓷,初步測試其微波介電性能：Qf=63550GHZ,εr=25,tgδ=1.035x10-4。(4)x射線衍射分析表明, Ti4+、Zr4+與Mg2+、Ta5+離子對構(gòu)成類質(zhì)同像代換,可以形成有限固結(jié)體

5、Ba(Mgx/12 Ti(12-3x)/12 Ta2x/12)O3 (1/3≤x≤4)、Ba(Mgx/12Ti2x/12Zr(12-3x)/12)(3.667≤x≤4)隨Ti、Zr的含量遞增規(guī)律變化。本論文探討了A(B’1/3 B’’2/3)O3型化合物的形成規(guī)律,運(yùn)用結(jié)晶化學(xué)規(guī)律首次合成了一系列與Ba(Mg1/3Ta2/3)O3類質(zhì)同像的化合物Ba(Mg1/36Ta2/36Ti11/12)O3 等化合物,這項工作對建立復(fù)雜氧化物材料組