低頻下MRAlO4型氧化物陶瓷的介電特性研究.pdf

1、近年來，隨著微波應(yīng)用的發(fā)展，具有高介電系數(shù)的微波介電陶瓷在小型化的微波組件中扮演著非常重要的角色。這類材料具有越來越多的科學(xué)和商業(yè)方面的價值。具有K2NiF4型結(jié)構(gòu)的MRAlO4(M=Ca,Sr，Ba;R=La,Nd，Sm，andY)層狀化合物，例如CaNdAlO4和SrLaAlO4表現(xiàn)出用于應(yīng)力工程的合適的晶格參數(shù)和與許多功能材料相匹配的優(yōu)秀的熱膨脹性質(zhì)而被廣泛用作制備高溫超導(dǎo)、鐵電、磁性和多鐵性材料薄膜制備的重要基片材料。在MRAl

2、O4家族中，鈣鑭鋁氧(CaLaAlO4)與鍶鑭鋁氧(SrLaAlO4)均顯示出良好的微波介電性能，已被證明是一種很有前途的微波介電陶瓷材料，應(yīng)用前景十分廣闊。
　　但由孔隙度、二次相、晶界等界面效應(yīng)引起的外在損耗會強烈影響微波介電性能，因此為了消除外在損耗，對CaLaAlO4與SrLaAlO4界面效應(yīng)相關(guān)的介電性質(zhì)的研究是至關(guān)重要的?，F(xiàn)有報告主要側(cè)重于其在微波頻率范圍內(nèi)的測量，在這樣的高頻范圍內(nèi)，稱為麥克斯韋-瓦格納極化的界面效應(yīng)

3、的介電極化不能跟隨所施加的電場的變化而變化，因此這種界面效應(yīng)不能通過這些測量來表征。
　　因此，本文中詳細研究了通過固相反應(yīng)法得到的CaLaAlO4和SrLaAlO4這兩種陶瓷樣品從室溫(RM)到700℃的寬溫度范圍內(nèi)的低頻(20Hz-10MHz)介電性能，并得到以下結(jié)果:
　　(1)研究發(fā)現(xiàn)，CaLaAlO4樣品在低于100℃時，具有較大的介電常數(shù)～20和較小的介電損耗，且此時該樣品主要是由電子或離子極化主導(dǎo)的本征的介電響

4、應(yīng);隨著溫度的升高，觀察到CaLaAlO4有著和CaCu3Ti4O12相類似的巨介電行為，且其由兩個熱激活的介電弛豫構(gòu)成;低溫弛豫(R1)與氧空位跳躍運動引起的體效應(yīng)有關(guān)，高溫弛豫(R2)由晶界引起的界面弛豫。研究結(jié)果表明，巨介電性能主要是由界面弛豫引起的。
　　(2)研究發(fā)現(xiàn)，在溫度低于300℃范圍時，SrLaAlO4陶瓷出現(xiàn)了一個穩(wěn)定的內(nèi)在介電行為，其介電常數(shù)約等于13;在300到560℃的溫度范圍內(nèi)，氧空位相關(guān)的極化子體內(nèi)介