M-,6-Ti-,2-Ta-,8-O-,30-與M-,6-Ti-,2-Nb-,8-O-,30-陶瓷（M=Ba、Sr、Ca）的介電性能與鐵電相變.pdf

1、為探索適合高頻和高壓應(yīng)用的介電與鐵電陶瓷新材料，本論文系統(tǒng)地研究了充滿型鎢青銅三元體系MO-TiO2-Ta2O5(M=Ba，Sr,Ca)和MO-TiO2-Nb2O5(M=Ba，Sr)的組成、晶胞結(jié)構(gòu)和介電性能之間的關(guān)系，并分析了后者馳豫相變特征。 在BaO-TiO2-Ta2O5(M=Ba，Sr，Ca)三元體系中，Ba6Ti2Ta8O30和Sr6Ti2Ta8O30為四方鎢青銅結(jié)構(gòu)，但Ca6Ti2Ta8O30的相組成為立方結(jié)構(gòu)的Ca

2、Ta2O6與少量的CaTiO3第二相。室溫下，Ba6Ti2Ta8O30和Sr6Ti2Ta8O30為順電相，具有高的介電常數(shù)、非常低的介電損耗以及相對較小的介電常數(shù)溫度系數(shù)。然而，名義組成為Ca6Ti2Ta8O30的介電性能與Ba6Ti2Ta8O30和Sr6Ti2Ta8O30陶瓷相差甚遠(yuǎn)。Ca6Ti2Ta8O30具有較高的介電常數(shù)、近零介電常數(shù)溫度系數(shù)以及較低的介電損耗。隨著燒結(jié)條件的不同，介電常數(shù)幾乎不變，但介電損耗以及介電常數(shù)的溫度系

3、數(shù)則較為敏感。BaO-TiO2-Ta2O5(M=Ba，Sr,Ca)鎢青銅結(jié)構(gòu)體系介電性能可調(diào)整空間很大，適用于高頻電容器和溫度補償電容器，是一類很有希望的介電陶瓷。 在MO-TiO2-Nb2O5(M=Ba，Sr)三元體系中，室溫下為鐵電相的Ba6Ti2Nb8O30和Sr6Ti2Nb8O30陶瓷形成了四方鎢青銅單相結(jié)構(gòu)。本文研究了它們的微結(jié)構(gòu)和介電性能，揭示了其彌散鐵電相變的現(xiàn)象及其本質(zhì)。與鈣鈦礦ABO3結(jié)構(gòu)類似，鎢青銅結(jié)構(gòu)也是由

4、數(shù)個BO6氧八面體共頂連接而成，并且可以從軸比√10c/a偏離1的程度來推測氧八面體的扭轉(zhuǎn)程度。在Ba6Ti2Nb8O30和Sr6Ti2Nb8O30陶瓷中，兩者氧八面體的扭轉(zhuǎn)程度相似，故有相似的居里溫度(在1MHz時分別為155℃，160℃)。從相變溫度附近拉曼光譜隨溫度的變化以及修正的居里—外斯定律中，可以得出，Ba6Ti2Nb8O30和Sr6Ti2Nb8O30的鐵電相變屬于位移型相變。由于每個晶胞中含有兩種氧八面體，彌散相變的起源很

5、可能是這些氧八面體的無序分布造成的。兩種材料在室溫下均顯示出弱的鐵電性，它們的2Pr均為4μC/cm2。 同時，本文對Ba6Ti2Nb8O30和Sr6Ti2Nb8O30在較小直流偏壓下的可調(diào)度進(jìn)行了初步研究，測量了室溫及鐵電相變溫度附近，不同頻率下介電常數(shù)對外加直流偏置電場(0～2kv/cm)的響應(yīng)特性。在Tm附近、10kHz以及2.1kV/cm的直流偏置電場下，Ba6Ti2Nb8O30和Sr6Ti2Nb8O30獲得最大的介電常