Ba基復(fù)合鈣鈦礦微波介質(zhì)陶瓷的晶格振動光譜研究.pdf

1、微波介質(zhì)陶瓷作為固體功能陶瓷材料具有高的介電性能、較低的損耗和溫度系數(shù)的頻率較小等優(yōu)點(diǎn)。在現(xiàn)代通信中被廣泛的應(yīng)用,是諧振器、移動通訊、衛(wèi)星通訊等器件中的關(guān)鍵材料。這種功能陶瓷材料的溫度穩(wěn)定性好、體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)也被人們所接收的原因之一。因此,近幾年來微波介質(zhì)陶瓷的研究成為一個(gè)新的熱點(diǎn)。
　　A(B’1/2B”1/2)O3和A(B1/3’B2/3”)O3型陶瓷是應(yīng)用前景廣泛的微波介質(zhì)材料之一。微波介質(zhì)陶瓷的本征性質(zhì)表明

2、,在電介質(zhì)材料中,原子在平衡位置附近的熱振動與其介電性能關(guān)系密切,因此對微波介質(zhì)陶瓷的熱振動(晶格振動)性質(zhì)的理論研究和摻雜改性研究,可以為研究微波材料介電性質(zhì)的成因與影響因素提供重要的信息。
　　本文采用固相合成法制備了Ba[Mg(1-x)/3ZrxNb2(1-x)/3]O3(BMZN,x=0.0,0.05,0.1,0.2)和Ba[Mg(1-x)/3ZrxTa2(1-x)/3]O3(BMZT,x=0.0,0.05,0.1,0.2

3、,0.3)微波介質(zhì)陶瓷。通過XRD分析了陶瓷晶體結(jié)構(gòu),討論了振動光譜(拉曼-紅外光譜)隨著B位Zr4+取代含量的變化而發(fā)生的改變,以及對振動模的指認(rèn)和振動模之間的關(guān)系。
　　Ba[Mg(1-x)/3ZrxNb2(1-x)/3]O3陶瓷固溶體振動光譜與結(jié)構(gòu)特征
　　1)通過BMZN固溶體的XRD研究發(fā)現(xiàn),該樣品具有立方結(jié)構(gòu),且隨著Zr4+取代量的增加,該體系的晶胞常數(shù)逐漸減小而介電常數(shù)逐漸增大。BMZN固溶體的對稱性提高,由六

4、方相向立方相轉(zhuǎn)變,有序結(jié)構(gòu)由BMN的1:2有序向1:1有序轉(zhuǎn)變。
　　2)在x0.05的樣品中250cm-1波數(shù)附近新的拉曼模式的出現(xiàn),表明隨Zr4+含量的增加BMZN陶瓷發(fā)生氧八面體的畸變。
　　3)在拉曼光譜中,介電常數(shù)與A1g(O)聲子模式的半峰寬及A1g(Nb)的拉曼位移呈正相關(guān),與A1g(O)聲子模式的拉曼位移呈逆相關(guān);容量溫度系數(shù)與A1g(Nb)聲子模式的拉曼位移呈逆相關(guān);損耗與A1g(Nb)的半峰寬呈逆相關(guān)。<

5、br>　　Ba[Mg(1-x)/3ZrxTa2(1-x)/3]O3陶瓷固溶體結(jié)構(gòu)特征、拉曼-紅外振動光譜與介電性能的關(guān)系
　　1)隨著Zr4+含量的增加,系統(tǒng)發(fā)生由無序相向有序相的轉(zhuǎn)變,先由六方相( P3m1)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橼I立方相(I4/mcm),最后形成立方相(Pm3m)。氧八面體的畸變是系統(tǒng)發(fā)生相轉(zhuǎn)變的根本原因。
　　2)通過X射線衍射(XRD)系統(tǒng)研究了固相法合成BMZT微波介質(zhì)陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)和介電性能以及拉曼模式與二者

6、之間的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)BaZrO3的加入對BMT微波介質(zhì)陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)和介電性能有重要影響。隨著Zr4+的增加,BMZT固溶體的對稱性提高,由六方相向立方相轉(zhuǎn)變,晶胞常數(shù)逐漸減小;有序結(jié)構(gòu)由BMT的1:2有序向1:1有序轉(zhuǎn)變。
　　3)通過對拉曼的研究表明,A1g(O)振動模是所有振動模式中強(qiáng)度最強(qiáng)的振動模式,其來源于1:1有序結(jié)構(gòu)的氧八面體振動,BMZT固溶體的介電常數(shù)與A1g(O)聲子模式的拉曼位移與容量溫度系數(shù)呈正相關(guān);隨著Z