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改性铅基钙钛矿陶瓷的结构与介电性能

微波通信的迅速发展要求开发出具有高介电常数ε、高Q值与近零温度系数的微波介质陶瓷。本论文突破了常规的在顺电相体系中寻找微波介质材料的思路,利用弛豫铁电体和反铁电体具有高介电常数和较低介电损耗的特点,对铅基钙钛矿陶瓷进行改性,研究其用于高介电常数的高频电容器和微波介质陶瓷的可能性,并对改性铅基钙钛矿陶瓷的结构和性能做了深入的分析。首先用SrTiO_3对驰豫铁电体Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3进行改性。因为结构许容因子和电负性差更大,SrTiO_3的引入加强了钙钛矿相的稳定性。(1-x)Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-xSrTiO_3陶瓷介电常数随成分的变化表现为典型的非线性行为,类似于介电复合法则的串联模型。在(1-x)Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-xSrTiO_3陶瓷中,获得了介电常数高达289至2022,而介电损耗维持在10~(-4)左右的陶瓷,同时介电常数温度系数为-2700  (本文共121页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
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铅基钙钛矿高介电常数微波介质陶瓷的改性研究

论文首先全面概述了微波介质陶瓷的研究发展情况,接着从理论上探讨了微波介质陶瓷的介电性能的改性依据以及可行性。在理论的指导下,论文从材料组成、制备工艺、晶体中的物理化学显微结构三者和微波介电性能的综合关系这一整体思想出发,进行(Pb1-xCax)(Fe0.5Nb0.5)O3(PCFN)铅基钙钛矿微波介质陶瓷的材料设计、制备技术、微观结构及其与介电性能之间关系的研究。研究了铅基钙钛矿微波介质陶瓷高介电常数的起源、各类极化机理及其与介电损耗间的关系。容差因子的研究表明对于钙钛矿结构的微波介质瓷,氧八面体的倾斜是与谐振频率温度系数联系起来的一个重要因素。在理论研究的基础上提出了铅基钙钛矿微波介电性能的改善措施。在大量实验的基础上,利用XRD、SEM、EDS及双端口微波网络分析仪(ADVANTEST R3767C)等现代测试分析手段研究了改性PCFN铅基钙钛矿微波介质陶瓷中物相组成、显微结构及介电性能三者之间的关系。实验结果表明,B位Z...  (本文共152页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
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亚微米BaTiO_3 X7R MLC细晶陶瓷介质材料的介电性能研究

本文基于晶体化学、材料物理化学、电介质物理等基础理论,运用XRD、TEM、EDX、SEM等现代微观分析手段,对亚微米钛酸钡超细粉料制备技术以及高介高性能X7R MLC瓷料和高压高性能X7R的介电性能进行了研究。1.全面分析了BaTiO3的细晶高介机理,即具有亚微米微观结构的钛酸钡陶瓷,晶粒大小均匀并保持在1微米以下,抑制了晶粒中90(畴的出现几率,晶粒内部处于高应力状态下,从而使居里点以下各温度点的介电常数上升,这种现象称为细晶效应,对于改善钛酸钡的电容量温度特性有重要的作用。当BaTiO3的晶粒尺寸约为0.7μm-1μm时,介电常数具有最大值。2.采用共沉淀法、水热合成法可制得性能优良的BaTiO3超细粉体,平均粒径小于0.8μm,粒径分布范围窄,且不含硬团聚体,有利于制备介电性能优良的高介MLC瓷料。通过XRD分析,研究了不同热处理温度对共沉淀BaTiO3的晶格结构以及介电性能的影响,制备以四方相为主的BaTiO3粉料,提高...  (本文共141页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
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纳米添加剂对Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3微波陶瓷介电性能的影响研究

Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3 (BMT)陶瓷是中低εr类微波介质陶瓷材料中最优秀的典型代表,也是目前卫星通讯等高频领域所用的主要介质材料,因而成为当前国际上微波介质陶瓷研究与应用领域的热点之一。本论文工作从材料的微观结构出发,分析探讨BMT陶瓷介电损耗与谐振频率温度系数(τ_f)的内在机制与影响因素,以此为基础通过掺杂纳米添加剂对BMT系统介质陶瓷进行改性研究,主要研究目的是希望获得同时具有良好烧结性能与优异微波介电性能的BMT系统微波介质材料。1.对BMT陶瓷介电性能的理论研究进行了总结分析:材料在微波频率下的介电损耗分为内部损耗与外部损耗,内部损耗取决于材料的化学结构组成与晶体结构,外部损耗主要取决于材料的显微结构;材料的介电常数温度系数(τ_ε)不仅与材料的化学组成有关,还会受到材料晶体结构的影响,其原因在于晶体结构的改变直接影响到材料微观极化率的温度依赖性。2.使用多种金属离子以传统电子陶瓷工艺对BMT...  (本文共121页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
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系列类钙钛矿化合物的组成、结构与介电性能关系的研究

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A_nB_(n-1)O_(3n)和填满型钨青铜A_6B_(10)O_(30)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Ba_5Nb_4O_(15)—BaTiO_3体系中采用高温固相法制备了Ba_nTi_(n-5)Nb_4O_(3n)(n=6,7,8)系列陶瓷,其中Ba_6TiNb_4O_(18)形成了交替型类钙钛矿结构;Ba_8Ti_3Nb_4O_(24)形成了孪生型类钙钛矿结构;Ba_7Ti_2Nb_4O_(21)陶瓷则高温分解成Ba_6TiNb_4O_(18)、Ba_8Ti_3Nb_4O_(24)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ε_r逐步逐渐增大(45.1~8.6);品...  (本文共145页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南大学
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低温共烧玻璃陶瓷材料的制备及性能、机理研究

根据最近国内外低温共烧陶瓷材料的研究进展及存在的主要问题,采用差热分析仪、X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪、阻抗分析仪、热学性能和力学性能测试仪等系统研究了添加剂及氧化物取代对堇青石基玻璃的结构、烧结性能、相组成、介电性能、热膨胀性能和力学性能等的影响规律;新型系列玻璃/陶瓷复合材料中陶瓷引入量和烧结(热压)工艺与烧结、相组成、介电性能、热学特性、显微组织与力学性能的影响规律;提出了微晶玻璃的烧结、晶化机理、相变机理和烧结过程中石英和方石英的析出机理以及AlN/堇青石玻璃陶瓷复合材料的补强增韧机制。主要结果如下:系统地探讨了氧化铋和烧结工艺与堇青石基微晶玻璃的相转变、烧结特性、物理性能和界面特性的关系:氧化铋的加入降低了堇青石的μ相向α相转变的温度,有效促进了烧结致密化。介电常数和抗折强度均随氧化铋的增加而增加,且与密度变化曲线相似;介电损耗随氧化铋的增加呈“V”字变化。热膨胀系数随氧化铋的变化基本呈线性增加。氧化铋的...  (本文共196页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
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稀土Nd掺杂SrTiO_3基高储能介质陶瓷缺陷结构及介电性能研究

具有ABO_3型钙钛矿结构的SrTiO_3材料是重要的电子材料之一,常温下SrTiO_3为立方结构,是量子顺电体。SrTiO_3陶瓷不仅具有较高的介电常数(ε_r~300),还具有较高的耐压强度(E_b~10kV/mm)。正是因为其同时具有较高介电常数和较高耐压强度的独特性能,SrTiO_3陶瓷在高压储能介质材料的领域有着广阔的应用前景。SrTiO_3掺杂能改变其许多特性,从而拓展其应用是一个重要的研究方向。近年对SrTiO_3陶瓷中阳离子的不等价取代研究越来越多,这类SrTiO_3基陶瓷显现出很多有趣的性能,如量子铁电性、超导性和高介电常数等等,但其中很多机理问题尚未认清。本论文选取三价稀土Nd~(3+)离子A位取代二价的Sr~(2+)离子,通过对其介电性能研究,构建结构与性能之间的关联,并探讨其缺陷结构机理。通过本论文的研究,有望对SrTiO_3陶瓷中阳离子的不等价取代机制有较清楚的认识,这项研究有着重要的理论意义和实际的应...  (本文共117页) 本文目录 | 阅读全文>>