CaTiO3-NdAlO3基微波介電陶瓷非化學(xué)計(jì)量比對(duì)其結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、(Ca,Nd)(Ti,Al)O3基微波陶瓷具有中介電常數(shù)、低介電損耗和近零共振頻率溫度系數(shù),因此受到越來(lái)越多的關(guān)注,尤其0.7CaTiO3-0.3NdAlO3(CTNA30)微波陶瓷具有杰出的微波性能。然而,高溫?zé)Y(jié)時(shí) Ca元素的揮發(fā)會(huì)導(dǎo)致化學(xué)計(jì)量比偏離而引起CTNA基體中產(chǎn)生點(diǎn)缺陷從而影響結(jié)構(gòu)和微波性能,故本文研究了A位(Ca,Ti)和B位(Al)偏離化學(xué)計(jì)量比對(duì)CTNA結(jié)構(gòu)的影響,為建立成分、結(jié)構(gòu)和性能三者之間的關(guān)系奠定基礎(chǔ)。

2、>　　本文通過(guò)精確調(diào)控化學(xué)計(jì)量比,利用高能球磨法制備CTNA基微波介電陶瓷試樣。結(jié)合X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)及能譜分析(EDS)、拉曼光譜分析(Raman)、傅里葉變換紅外光譜分析(FTIR)等材料表征技術(shù)對(duì)材料的微觀結(jié)構(gòu)(晶粒形貌,第二相形貌及分布)進(jìn)行分析。
　　Ca或Ti偏離化學(xué)計(jì)量比對(duì)CTNA基微波陶瓷的組織和微觀結(jié)構(gòu)的影響取決于過(guò)量Ca或者Ti進(jìn)入基體的形式。結(jié)果表明,Ca過(guò)量程度較低時(shí),Ca傾向

3、于占據(jù)CTNA基體中的A位,產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的B位離子和氧空位。Ti過(guò)量程度較低時(shí),Ti傾向于占據(jù) CTNA基體中的B位,產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的A位離子空位和氧空位。Ca或Ti過(guò)量程度較高時(shí),Ca或Ti會(huì)同時(shí)占據(jù) A位和B位。由于Ca或Ti進(jìn)入CTNA基體位置的差異會(huì)取代出不同種類(lèi)、不同數(shù)量的元素,進(jìn)而影響到第二相形成元素Ca和Al比例,形成不同的第二相。特別地,當(dāng)基體外存在Ca和Al比例適中時(shí),會(huì)產(chǎn)生低熔點(diǎn)第二相Ca3Al2O6,其通過(guò)液相燒結(jié),有利于C

4、TNA組織致密化。從拉曼光譜和紅外光譜分析中可以看出,無(wú)論是Ca或者Ti偏離化學(xué)計(jì)量比都會(huì)導(dǎo)致(Ca,Nd)(Ti,Al)O3中A位或B位有序化降低。Al缺失程度低時(shí),Nd占據(jù)基體的A位并產(chǎn)生B位空位和氧空位。Al缺失程度高時(shí),Nd同時(shí)占據(jù)基體的A位和B位,替代出不同的元素形成不同的第二相。另外,減少Al含量并不能消除第二相。向基體中添加2wt.％和3wt.%的Li2ZnTi3O8可以改善CTNA的燒結(jié)性能,在1450℃條件下實(shí)現(xiàn)液相燒