2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、微波介質(zhì)陶瓷具有介電常數(shù)系列可調(diào)、介電損耗小、溫度穩(wěn)定性好等特點(diǎn),在微波通訊領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。微波器件的微型化和集成化通常要求介質(zhì)陶瓷具有高的介電常數(shù),但這類高介體系陶瓷一般會存在品質(zhì)因子較低、諧振頻率溫度系數(shù)較大的缺點(diǎn),極大地限制了其實(shí)際應(yīng)用。
   復(fù)合鈣鈦礦結(jié)構(gòu)CaO-Li2O-Sm2O3-TiO2(CLST)基微波介質(zhì)陶瓷的介電常數(shù)εr大于100,品質(zhì)因子Q×f在4,500GHz以上,諧振頻率溫度系數(shù)τf在±15ppm

2、/℃以內(nèi),是目前介電性能較好的高介微波介質(zhì)陶瓷體系之一,對其A位或B位進(jìn)行取代或摻雜改性可以進(jìn)一步改善其介電性能。本文以CLST陶瓷為基體,通過引入Mg、Sr、Ba等堿土金屬元素對其進(jìn)行A位改性,探討了A位改性對CLST陶瓷電子結(jié)構(gòu)、相結(jié)構(gòu)和微結(jié)構(gòu)以及微波介電性能的影響規(guī)律。
   1、采用第一性原理方法計算了堿土金屬元素A位取代CLST陶瓷的電子結(jié)構(gòu),探討了A位取代對復(fù)合鈣鈦礦結(jié)構(gòu)CLST陶瓷結(jié)構(gòu)和微波介電性能的本征影響。結(jié)果

3、表明,Mg或Ba取代A位Ca后會降低陶瓷的介電常數(shù),同時降低體系的介電損耗,而Sr取代則增大了體系的介電常數(shù),同時帶來大的介電損耗。
   2、制備了xMO-(16-x)CaO-9Li2O-12Sm2O3-63TiO2(M=Mg、Sr或Ba,x=0~4)(MxCLST)陶瓷,結(jié)果表明:Mg改性時,Mg均以二鈦酸鎂小晶粒的形式鑲嵌于主晶相間,而Sr改性時則形成了完全的固溶體。Ba改性則隨取代量的不同出現(xiàn)兩種情況:當(dāng)x≤1時,Ba改

4、性形成完全圈溶體;當(dāng)x≥2時,出現(xiàn)少量BaSm2Ti4O12(BSmT)第二相,此時,過量的Ba以BSmT形式存在。由介電性能測試結(jié)果看出,Sr及Ba(x≤1時)進(jìn)行A位改性的實(shí)測結(jié)果與理論計算結(jié)果能較好地吻合,而Mg及Ba(x≥2時)改性的實(shí)測結(jié)果與理論計算結(jié)果不符。這是由于電子結(jié)構(gòu)計算模型設(shè)計均為固溶體,而Mg及Ba(x≥2時)取代則生成了第二相。Mg取代的性能變化與倒數(shù)經(jīng)驗公式吻合。
   3、用二步法制備了Sr取代的復(fù)合

5、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)CLST基陶瓷(xCa15/16Sr1/16TiO3-(1-x)Li0.5 Sm0.5TiO3簡稱CST-LST),探討了A位有序結(jié)構(gòu)對微波介電性能的影響。結(jié)果表明,x<0.2時存在A位有序結(jié)構(gòu),x≥0.2時,A位有序結(jié)構(gòu)消失。A位有序結(jié)構(gòu)對介電常數(shù)和諧振頻率溫度系數(shù)幾乎沒有影響,對介電損耗的影響也不如晶粒尺寸、致密度等非本征因素的影響顯著。當(dāng)x=0.3時,得到相對最佳的微波介電性能:εr=102,Q×f=4,465GHz,τ

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