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微波介质陶瓷是微波频段(300MHz-30GHz)电路中的重要材料之一。因为微波器件信息容量大,方向性和穿透性强的特点,成为微波电容器、介质天线等元器件的核心材料。随着现在移动通讯技术对设备小型化和高频化的要求,探索高介电常数,高品质因数,低损耗以及低成本的微波介质陶瓷材料成为近年来炙手可热的研究焦点。A(B1/2B1/2)O3和A(B1/3B2/3)O3型陶瓷在现实生活中的应用有着很不错的发展前景。它们本身具有特殊的结构特征和原子排列方式,使它们在微波和毫米介电响应方面有着出色的表现。而这种优势和它们的光子振动特性息息相关,样品制备条件对光子特性的研究同时也有着重要影响。因此,通过对微观结构的研究,可以探索新工艺新配方下的陶瓷的性能优劣,为实现新型陶瓷的大批量应用奠定基础。本文采用固相合成法制备了Ba(Zn1/3Nb2/3)O3-xCaTiO(3BZN-CT,x=0.0,0.30,0.60,0.75,0.90)和(1-x)Ba(Mg1/3Ta2/3)O3-xBa(Co1/3Nb2/3)O3(BMT-BCN,x=0.0,0.20,0.25,0.30,0.40)微波介质陶瓷。通过不同的数据处理方式对XRD衍射,Raman散射以及FTIR反射光谱测试数据进行处理和整理,同时与所测得的样品的介电性能联系起来进行比对和研究。讨论了BZN-CT陶瓷晶体结构随着A位Ca2+和B位Ti4+的取代而发生的变化与振动模式和结构性能之间的关系以及B位Co2+和Nb5+取代对BMT-BCN陶瓷晶体微观结构和性能的影响。1. Ba(Zn1/3Nb2/3)O3-xCaTiO3陶瓷晶格振动光谱与结构性能总结1)将XRD数据与JCPDS卡片进行比对,得到纯的BZN陶瓷为立方有序结构,系统的晶格对称性随CaTiO3添加组分的增大而降低,从开始的立方相在x=0.60时由赝立方相向六方相转变,有序结构由BZN的1:1有序向1:2有序转变;2)在拉曼光谱中,与1:2有序结构相关的A1g(Nb)振动模在x=0.60处突然向高频偏移,同时,F2g(O)振动模由于长程1:2有序的存在而发生了分裂;3) F2g(O)振动模的半高宽的变化与损耗tan相同,与介电常数r相反,分别在x=0.60时达到最小值和最大值,而温度系数却与Eg(O)的拉曼位移变化一致,这说明在CaTiO3的掺杂量为60﹪时,BZN-CT陶瓷的介电性能达到最佳;4)通过群论分析完成对红外光谱的指认,讨论了在x≥0.60时300cm1和600cm1附近出现的新模式以及介电常数虚部中强度变化的分析和峰值频率与介电性能的研究。2.(1-x)Ba(Mg1/3Ta2/3)O3-xBa(Co1/3Nb2/3)O3陶瓷晶格振动光谱与结构性能总结1)通过JCPDS卡片与XRD测试数据比对,BMT-BCN固溶体样品被确定为六方有序结构,且随着Ba(Co1/3Nb2/3)O3掺杂量的增加,该体系的晶格对称性降低,有序度也随之降低。2)拉曼光谱中,Eg(O)振动模的半高宽与介电常数r在x≤0.25成正相关,而在x≥0.25呈逆相关;损耗tan与F2g(O)和A1g(O)振动模式的半高宽在x≤0.25呈逆相关,在x≥0.25成正相关,容量温度系数呈非线性变化,这均证明了在x=0.25时,BMT-BCN陶瓷固溶体的晶体结构与介电性能达到最优。3)完成红外光谱的指认,得出x=0.25的BMT-BCN陶瓷的红外光谱强度突然变小,其中一些振动模式甚至消失,最终得到此组分下的样品具有更好的介电性能,证实了XRD以及拉曼研究结论的正确性。