【摘 要】
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该文选用复合钙钛矿结构A(B′B″)O型高端微波介质陶瓷为研究对象,用固相法合成工艺制备试样,采用XRD、SEM和EDS等分析手段,利用矢量阻抗法、同轴传输线法和开式腔谐振法进行测试,对A(B′B″)O型高端微波陶瓷的晶体结构、物相结构、有序-无序型相转变和介电性能进行了深入的研究.(1)系统研究了BMT系的晶体结构和介电性能.通过晶体学计算,标定出BMT主晶相存在的两种结构,1:2有序六方超晶格
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该文选用复合钙钛矿结构A(B′<,1/3>B″<,2/3>)O<,3>型高端微波介质陶瓷为研究对象,用固相法合成工艺制备试样,采用XRD、SEM和EDS等分析手段,利用矢量阻抗法、同轴传输线法和开式腔谐振法进行测试,对A(B′<,1/3>B″<,2/3>)O<,3>型高端微波陶瓷的晶体结构、物相结构、有序-无序型相转变和介电性能进行了深入的研究.(1)系统研究了BMT系的晶体结构和介电性能.通过晶体学计算,标定出BMT主晶相存在的两种结构,1:2有序六方超晶格结构和无序立方结构.BMT的基本介电性能为ε=25.2,tgδ=0.9×10<-4>(1MHz),α<,c>=-27×10<-6>/℃;微波性能为ε=24.797,Q·f=143000(10.10GHz).(2)首次系统深入研究了A位、B′位和B″位非化学计量比对BMT系材料结构和性能的影响.在化学式Ba<,(1+u)>(Mg<,(1+x)/3>Ta<,(1+y)2/3>)O<,3>中,当u<0、x<0或y>0时,在高温烧结时试样中容易生成附加相Ba<,0.5>TaO<,3>.当u>0或y<0时,试样中一般不会出现附加相Ba<,0.5>TaO<,3>.但当u≥0.05或y≤-0.05时,在高温烧结下试样中的MgO会持续大量挥发,生成大量空位,严重降低材料的烧结性能和介电性能.(3)首次确定了附加相Ba<,0.5>TaO<,3>的生成条件和机理.在较高的烧结温度下,BMT的非化学计量比为Ba/Ta<3:2时,试样中会生成附加相Ba<,0.5>TaO<,3>.附加相Ba<,0.5>TaO<,3>的生成会在试样中形成空位缺陷和空穴,使试样的介电性能变差;同时阻止MgO的进一步挥发,使试样中的空位数量不再随烧结时间的延长而急剧增多,从而使介电性能不再进一步恶化.(4)首次研究了BMT-BW系的结构和介电性能,通过加入适量的BaWO<,4>将BMT的烧结温度从1600℃左右降至1370℃以下,并获得良好的介电性能.(5)首次研究了(1-x)BMT-xBCN系的结构和介电性能,加入适量的BCN可显著改善BMT的介电特性.当x=0.3时,可获得最佳的介电性能:ε=27.6,tgδ=0.82×10<-4>,α<,c>=-9.92×10<-6>/℃.(6)系统研究了Ba<,(Zn1/3Nb2/3)>O<,3>系材料,首次提出了ZnO的挥发机理并探讨Ba((Zn<,1-x>Ni<,x>)<,1/3>Nb<,2/3>)O<,3>系的结构和性能.研究了Ba(Mg<,1/3>Nb<,2/3>)O<,3>系陶瓷,并通过添加BaZrO<,3>研究了BMN-BZ系的物相结构和有序-无序相转变.(7)利用矢量阻抗法、同轴传输线法和开式腔谐振法对A(B′<,1/3>B″<,2/3>)O<,3>型高端微波陶瓷材料的微波特性进行了测试、分析和评估.
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