超低損耗AB(Nb,Ta)2O8型微波介質(zhì)陶瓷結(jié)構(gòu)與性能的研究.pdf

1、超低損耗微波介質(zhì)陶瓷的設(shè)計(jì)與優(yōu)化是突破無(wú)源器件能耗問(wèn)題、滿(mǎn)足新一代微波無(wú)線系統(tǒng)低能耗發(fā)展需求的關(guān)鍵。本文對(duì)AB(Nb,Ta)2O8型鈮鉭酸鹽微波介質(zhì)陶瓷中四種不同結(jié)構(gòu)微波介質(zhì)陶瓷結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了深入探索，并重點(diǎn)探索了錳鉭礦結(jié)構(gòu)及有序錳鉭礦結(jié)構(gòu)，建立了其相成分、晶體結(jié)構(gòu)、聲子結(jié)構(gòu)與性能參數(shù)的關(guān)系，發(fā)展和豐富了微波介質(zhì)陶瓷的介電響應(yīng)理論，并提出了體系設(shè)計(jì)及性能優(yōu)化的具體方案，研制了一系列具有超低損耗的微波介質(zhì)陶瓷新材料。
　　首先，研

2、究了錳鉭礦結(jié)構(gòu)ZnTi(Nb,Ta)2O8微波介質(zhì)陶瓷。通過(guò)對(duì)具有代表性的ZnTiNb2O8進(jìn)行對(duì)稱(chēng)性分類(lèi)以及晶格振動(dòng)模式的標(biāo)定，建立了錳鉭礦結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)機(jī)制與宏觀電學(xué)性能的聯(lián)系，揭示了鍵能、原子堆積密度、拉曼位移、拉曼散射峰的半峰寬等參數(shù)間存在的相互作用機(jī)理。進(jìn)一步用Ta取代Nb，制備出性能相對(duì)優(yōu)異的ZnTiNbTaO8超低損耗微波介質(zhì)陶瓷新材料。并通過(guò)其結(jié)構(gòu)與性能聯(lián)系的研究，建立和完善了錳鉭礦結(jié)構(gòu)與微波介電性能聯(lián)系的相關(guān)理論。

3、>　　其次，研究了新型超低損耗金紅石結(jié)構(gòu)NiTiNb2O8微波介質(zhì)陶瓷。采用Rietveld全譜擬合法測(cè)定了其晶體結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行對(duì)稱(chēng)性分類(lèi)、晶格振動(dòng)模式的標(biāo)定，為進(jìn)一步研究其結(jié)構(gòu)與性能的聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)其微波介電性能的優(yōu)化提供了有力的理論支撐。
　　再次，研究了新型有序錳鉭礦結(jié)構(gòu)(Zn,Mg)TiNb2O8微波介質(zhì)陶瓷。發(fā)現(xiàn)有序錳鉭礦結(jié)構(gòu)MgTiNb2O8具有優(yōu)異的微波介電性能。并測(cè)定了其晶體結(jié)構(gòu)，對(duì)其進(jìn)行對(duì)稱(chēng)性分類(lèi)，標(biāo)定了其晶格

4、振動(dòng)模式。此外，通過(guò)對(duì)Zn1-xMgxTiNb2O8微波介質(zhì)陶瓷結(jié)構(gòu)有序化的探索性研究，獲得了性能相對(duì)優(yōu)異的Zn0.5Mg0.5TiNb2O8微波介質(zhì)陶瓷新材料。并通過(guò)其結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的研究，揭示了有序錳鉭礦結(jié)構(gòu)的微波響應(yīng)新機(jī)制。
　　再次，研究了新型超低損耗單斜結(jié)構(gòu)ZnZrNb2O8微波介質(zhì)陶瓷。發(fā)現(xiàn)了其低溫?zé)Y(jié)的特性。并初步探索了ZnZrNb2O8結(jié)構(gòu)與性能的聯(lián)系及結(jié)構(gòu)與燒結(jié)溫度的關(guān)系，提出了ZnZrNb2O8具有低燒結(jié)溫度的