收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

改性钛酸钡陶瓷及其介电调谐性能

王天  
【摘要】: 电场可调电介质材料因为在电可调振荡器、电可调滤波器以及移相器等元器件中的重要应用而得到广泛的关注和研究。电场可调电介质材料需要有尽可能高的介电常数电场可调度(=[ε(0)-ε(E)]/ε(0)),同时还要有尽可能低的介电损耗。目前有关研究主要集中于SrTiO_3、(Ba,Sr)TiO_3等钙钛矿结构材料。为了寻求电场可调电介质新材料,本论文系统地研究了A位和B位离子等价置换改性钛酸钡陶瓷及其介电调谐性能,并从理论上分析了介电可调行为的起源和物理基础。 (Ba_(1-x)Ca_x)TiO_3为有限固溶体,x=0.1时是四方钙钛矿结构单相,x≥0.3时则是BaTiO_3(S.S.)和CaTiO_3(S.S.)的两相复合结构。CaTiO_3顺电相的引入,压低和宽化了钛酸钡基体的居里峰,但对居里峰位置的移动影响不大;同时,Ca~(2+)置换降低了基体的介电损耗,提高了基体的介电性能温度稳定性和频率稳定性。(Ba_(1-x)Ca_x)TiO_3(x=0.3,0.5,0.7和0.9)陶瓷室温时在外加直流偏置电场作用下表现出一定的介电性能电场可调性。其可调性随Ca~(2+)含量增大而减弱。对于x=0.3的成分,在室温、100kHz以及5kV/cm偏置电场下,介电常数可调度为4.4%。在(Ba,Ca)TiO_3陶瓷中引入Sr~(2+)离子,有望改善其介电调谐性能。 Ba(Ti_(1-x)Sn_x)O_3(x=0.15,0.17 and 0.20)陶瓷(BTS)为立方钙钛矿结构固溶体。随着Sn~(4+)含量的增加,BTS陶瓷的居里温度呈近线性下降趋势,铁电相变的弥散特性愈发显著。随着偏置电场的引入和增强,BTS陶瓷介电常数和介电损耗均减小。室温下BTS陶瓷的可调度随Sn~(4+)含量增大而减小。值得注意的是,介电损耗也在减小。Ba(Ti_(0.85)Sn_(0.15))O_3在室温、10kHz和7.7kV/cm的偏置电场下,可调度为56.7%,同时介电常数ε=3800,介电损耗tanδ≈3×10~(-3),优化因子约200。作为室温应用介电性能电场可调材料,锡钛酸钡固溶体陶瓷具有很高的研究价值和应用前景。 本文还分析探讨了电介质材料介电性能电场可调的起源和机理,认为外场作用下的非线性极化响应是介电性能电可调的根源。对本文所研究的材料,铁电态自发极化以及顺电态铁电微畴的存在,是介电调谐性能的起源。除了外加电场之外,电畴运动本征活性、温度、以及材料内部非谐性作用等都是可调 浙江大学硕士学位论文 暴 度的影响因素。研究发现,BTS材料介电可调行为和Devonshire唯象理论吻合 很好。数据拟合结果表明,随着Sn含量增加,材料本征非谐性作用增强,但有 效性系数减小。唯象分析结果验证了相关理论分析,并预测:当x=0.15时 BTS材料的可调度有望达到84%。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 沈振江;陈燕;陈万平;江向平;龚少华;;锆元素不同掺杂方式对钛酸钡陶瓷介电性能的影响[J];中国陶瓷;2011年01期
2 肖长江;马秋花;;钛酸钡陶瓷铁电临界尺寸的研究进展[J];佛山陶瓷;2007年11期
3 郝素娥;邢晓旭;;Er_2O_3掺杂对BaTiO_3陶瓷介电性能的影响[J];压电与声光;2006年02期
4 梁一帅;杨成韬;周晓华;唐彬;徐洋;;BiNbO_4掺杂对钛酸钡陶瓷介电性能的影响[J];压电与声光;2008年05期
5 沈振江;邴丽娜;陈万平;龚少华;傅军;符运良;张铁民;;多粒度尺寸钛酸钡陶瓷介电性能的水致失效研究[J];海南师范大学学报(自然科学版);2011年02期
6 张孝文,王英,李龙土;掺钙-钛酸钡陶瓷缺陷化学的研究[J];清华大学学报(自然科学版);1989年06期
7 胡芳仁,葛昌纯;钛酸钡陶瓷粉末的低温燃烧合成[J];北京科技大学学报;2001年04期
8 李晓峰,彭毅萍,张沛霖,钟维烈;高极化钛酸钡陶瓷中的赝热电电流[J];硅酸盐学报;1998年01期
9 肖长江;靳常青;王晓慧;;高压烧结纳米钛酸钡陶瓷的结构和铁电性[J];硅酸盐学报;2008年06期
10 赵国林;黄俊;汪涛;;放电等离子烧结钛酸钡陶瓷的碳污染及脱碳工艺研究[J];陶瓷学报;2006年04期
11 王爽;苏皓;;Pb(TiSn)O_3掺杂及烧结温度对BaTiO_3系统介电性能的影响[J];功能材料与器件学报;2011年01期
12 靳正国,戴维迪,苗海龙,程志捷;Dy_2O_3和La_2O_3掺杂对BaTiO_3铁电陶瓷介电特性的影响[J];硅酸盐学报;2001年05期
13 路大勇,都田昌之;铈参杂的钛酸钡陶瓷的微结构演变(英文)[J];吉林化工学院学报;2005年04期
14 蒲永平;赵新;王瑾菲;陈小龙;庄永勇;;球磨工艺对钛酸钡陶瓷介电性能的影响[J];中国陶瓷;2009年06期
15 路大勇,都田昌之;稀土铈参杂的钛酸钡陶瓷的制备和结构特性(英文)[J];吉林化工学院学报;2005年03期
16 陈慧英;杨晓兵;曹晓莉;曾鸣;;BaTi_(0.9)Zr_(0.1)O_3∶xTb_4O_7介电陶瓷的研制及其结构与介电特性的研究[J];稀有金属;2007年05期
17 肖长江;王春华;王改民;靳常青;;高密度纳米钛酸钡素坯的制备和对烧结的影响[J];中国陶瓷;2008年06期
18 杨逢春;周晓华;唐彬;张树人;;金属Zn掺杂对钛酸钡陶瓷介电性能的影响[J];材料导报;2008年S2期
19 黄金祥;郝素娥;孙亮;;Pr对Pr-Mn共掺BaTiO_3陶瓷的气相扩渗及其PTC特性[J];压电与声光;2006年05期
20 马战红;孙乐民;任凤章;;烧结温度对钛酸钡陶瓷性能的影响[J];河南科技大学学报(自然科学版);2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 蔡苇;符春林;高家诚;邓小玲;陈刚;;常规烧结和微波烧结的钛酸钡陶瓷介电和铁电性比较研究[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第二卷)[C];2011年
2 王永力;齐建全;桂治轮;李龙土;;Yb_2O_3掺杂对锆钛酸钡陶瓷结构和性能的影响[A];2000年材料科学与工程新进展(上)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
3 陈岚;熊小敏;张进修;;钛酸钡陶瓷中氧缺位的组态变化对弛豫过程的影响[A];第八届全国内耗与力学谱会议论文集[C];2006年
4 吴合进;刘鸿;谢茂松;吴鸣;;电场协助光催化研究综述[A];2000'全国光催化学术会议论文集[C];2000年
5 孟庆森;安占军;崔健;陈少平;;电场辅助自蔓延燃烧合成梯度材料机理研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
6 饶磊;耿茂鹏;马新生;尧军平;;电渣熔铸过程的数值模拟研究[A];2004中国铸造活动周论文集[C];2004年
7 孙金海;赵国忠;张亮亮;钟华;沈京玲;张存林;;外加电场和磁场对THz辐射产生的影响[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
8 唐敏康;周跃;;电除尘器中粉尘粒子凝集增粗的研究[A];第十一届全国电除尘学术会议论文集[C];2005年
9 韩肖慧;高子伟;孙华明;侯鲲;鲁琦;;电场对β-环糊精聚合物电流变颗粒性能的影响[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
10 宋玉苏;张燕;王向军;;海洋电场传感电极的性能研究[A];2008年全国腐蚀电化学及测试方法学术交流会论文摘要集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邹亚囡;钛酸钡基无铅压电复合陶瓷性能的研究[D];天津大学;2012年
2 戴怡康;电场促进哌仑西平眼内透入治疗近视的实验研究[D];复旦大学;2003年
3 王爽;超高温BaTiO_3复合材料铁电机理研究[D];天津大学;2010年
4 刘晓明;高压SF_6断路器电弧动态数学模型及喷口结构优化设计[D];沈阳工业大学;2003年
5 姜昌伟;预焙阳极铝电解槽电场、磁场、流场的耦合方法及应用研究[D];中南大学;2003年
6 李桂杰;固体“类流态”机理及其与地震孕震的相似性研究[D];天津大学;2004年
7 全峰;微波烧结WC-10Co硬质合金的结构与性能研究[D];武汉理工大学;2007年
8 张桂芳;悬浮微细矿粒在电场中的数值分析及分选机理研究[D];昆明理工大学;2003年
9 陶瑞民;SF_6高压断路器灭弧室电场与气流场数值计算的边界元方法的研究[D];沈阳工业大学;2004年
10 傅莉;电场对摩擦焊缝组织与性能的影响[D];西北工业大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王天;改性钛酸钡陶瓷及其介电调谐性能[D];浙江大学;2004年
2 万懿;铁掺杂钛酸钡陶瓷的制备及其相结构和介电性能研究[D];南昌大学;2012年
3 赵国林;放电等离子烧结钛酸钡压电陶瓷组织及性能研究[D];南京航空航天大学;2007年
4 项卓亮;外场对取向性铁电材料电畴和性能的影响[D];西安工业大学;2011年
5 张倩倩;钛酸钡基低频热稳定介电陶瓷材料研究[D];天津大学;2012年
6 张艳杰;钛酸钡基铁电陶瓷的制备和性能研究[D];天津师范大学;2012年
7 房丽敏;施、受主杂质(铌、锰)共掺BaTiO_3陶瓷的PTC效应微观机理研究[D];云南师范大学;2006年
8 佘广益;低温烧结宽温稳定性MLCC介质材料研究[D];电子科技大学;2010年
9 李红卫;高温多层陶瓷电容器瓷料的研制[D];电子科技大学;2011年
10 梁钟媛;中低介电常数低温共烧陶瓷制备工艺及性能研究[D];广西大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 梓闻;电场和超声波结合治疗癌症[N];医药经济报;2003年
2 梅子;国电10万千瓦风电场开发项目落户赤峰[N];中国改革报;2008年
3 刘润合 王鹏 王爱民;灵丘县寒风岭风电场开工建设[N];大同日报;2009年
4 记者 涂序波 通讯员 王灿鑫;我州最大风电项目罗坪山风电场奠基[N];大理日报(汉);2009年
5 通讯员 张瑞澜;国电和风调兵山风电场投入试运行[N];铁岭日报;2010年
6 赵泰 杜涛 记者 吕晓明;小锅盔风电场机组全部发电[N];牡丹江日报;2009年
7 乌志文;甘肃一风电场获联合国注册[N];中国工业报;2009年
8 瞿素萍;向阳风电场一期400兆瓦工程通过启动验收[N];东北电力报;2010年
9 北京市可持续发展科技促进中心 冯武军 魏伟 刘育松 梁廷政;风电场可被远程控制[N];北京科技报;2009年
10 冯玉兴;辽宁葫芦岛将建设国内最大风电场[N];中国工业报;2004年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978