充滿型鎢青銅鈮酸鹽陶瓷的結(jié)構(gòu)與性能.pdf

1、本論文系統(tǒng)地研究了充滿型鎢青銅鈮酸鹽陶瓷的結(jié)構(gòu)、介電鐵電性能以及磁學(xué)性能,著重討論了A位離子和引入磁性元素對(duì)其結(jié)構(gòu)與性能的影響,揭示了其鐵電相變與介電弛豫的變化規(guī)律及其結(jié)構(gòu)根源。
　　 在Sr4(La1-xSmx)2Ti4Nb6O30(x=0.25,0.5,0.75)體系中,所有成分在室溫下為四方鎢青銅結(jié)構(gòu),空間群為P4bm。通過計(jì)算電負(fù)性和許容因子,得知隨著Sm含量的增加,鎢青銅結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性逐漸降低。在所有的成分中都觀察到三個(gè)

2、低溫介電弛豫。隨著x的增加,A1位和A2位的離子半徑差增加,陶瓷的有序度逐漸增加,弛豫鐵電相變峰逐漸減弱而正常鐵電相交峰逐漸增強(qiáng),直到x=1時(shí)完全變?yōu)檎ｈF電相變峰。介電弛豫峰值對(duì)應(yīng)的溫度與頻率的關(guān)系符合Vogel-Fulcher公式,說明極化微疇存在并具有類似于自旋玻璃態(tài)的特征。與B-位離子無序相關(guān)的介電弛豫有較大的弛豫激活能,而與氧八面體的非公度傾斜有關(guān)的介電弛豫的激活能較小。
　　 Ba5NdFe1.5Nb8.5O30陶瓷

3、在室溫下具有四方鎢青銅結(jié)構(gòu),空間群為P4bm。在溫度區(qū)間163-623 K內(nèi)有兩個(gè)明顯的介電弛豫,在兩者之間存在著一個(gè)幾乎不隨溫度變化的介電常數(shù)平臺(tái)。其中,在溫度區(qū)間為163K至410K的介電弛豫符合德拜弛豫,激活能為0.19 eV,是偏離八面體中心的Fe/Nb離子的重新取向和電荷跳躍共同作用的結(jié)果,而高溫(550-623K)的介電弛豫則歸因于Maxwell-Wagner效應(yīng)。電滯回線的測(cè)試表明Ba5NdFe1.5Nb8.5O30陶瓷在

4、室溫下具有較弱的鐵電性,剩余極化強(qiáng)度Pr=1.0μC/Cm2,這與它們非中心對(duì)稱的結(jié)構(gòu)和偏離氧八面體中心的B位離子沿c軸的位移相一致。磁性測(cè)試證明Ba5NdFe1.5Nb8.5O30陶瓷在10K為順磁性。
　　 Ba5SmFe1.5Nb8,5O30陶瓷在室溫下具有四方鎢青銅結(jié)構(gòu),空間群為P4bm。在溫度區(qū)間174-623K內(nèi)同樣有兩個(gè)明顯的介電弛豫,在兩者之間也存在著一個(gè)幾乎不隨溫度變化的介電常數(shù)平臺(tái)。其中,在溫度區(qū)間為174K

5、至450K的介電弛豫符合德拜弛豫,激活能為0.23eV,是偏離八面體中心的Fe/Nb離子的重新取向和電荷跳躍共同作用的結(jié)果,而高溫(550-623 K)的介電弛豫則歸因于Maxwell-Wagner效應(yīng)。電滯回線的測(cè)試表明Ba5SmFe1.5Nb8.5O30陶瓷在室溫下具有較弱的鐵電性,剩余極化強(qiáng)度Pr=2.0μC/cm2,這與它們非中心對(duì)稱的結(jié)構(gòu)和偏離氧八面體中心的B位離子沿c軸的位移相一致。磁性測(cè)試證明Ba5SmFe1.5Nb8.5