本文關(guān)鍵詞：鈣鈦礦型微波介質(zhì)陶瓷的晶格振動(dòng)光譜研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：微波介質(zhì)陶瓷是指應(yīng)用于微波頻段電路中作為介質(zhì)材料并完成一種或多種功能的陶瓷材料,具有如下優(yōu)異的介電性能:高介電常數(shù)(εr)、較低的介電損耗(tanδ)以及較低的諧振頻率溫度系數(shù)(τf),在現(xiàn)代通信中廣泛應(yīng)用于濾波器、諧振器、介質(zhì)天線、介質(zhì)導(dǎo)波回路等微波元器件,是衛(wèi)星通訊、移動(dòng)通訊及GPS等技術(shù)中的新型關(guān)鍵材料。因此,微波介質(zhì)陶瓷成為近年來(lái)研究的一個(gè)新熱點(diǎn)。ABO3(A為Ba、Ca或Sr,B為Zr)和Ba(Mg1/3Ta2/3)O3(BMT)均為鈣鈦礦型微波介質(zhì)陶瓷材料,具有較高的Q值,常應(yīng)用于高頻及低損耗領(lǐng)域,具有廣泛的應(yīng)用前景。本文采用固相合成法制備了Ba Zr O3(BZ)、Ca Zr O3(CZ)、Sr Zr O3(SZ)和Ba(Mg1/3Ta2/3)O3(BMT)微波介質(zhì)陶瓷。通過(guò)X射線衍射(XRD)分析了陶瓷的晶體結(jié)構(gòu),利用振動(dòng)光譜(拉曼散射光譜、遠(yuǎn)紅外反射光譜)對(duì)各振動(dòng)模進(jìn)行了指認(rèn),并分析了振動(dòng)模之間的關(guān)系。通過(guò)Kramers-Kr?nig(K-K)關(guān)系轉(zhuǎn)化,對(duì)介電常數(shù)的實(shí)部和虛部進(jìn)行了討論,并利用四參數(shù)法進(jìn)行遠(yuǎn)紅外反射光譜的擬合,獲得高頻介電常數(shù)和擬合曲線,計(jì)算得到不同振動(dòng)模對(duì)介電常數(shù)和損耗的貢獻(xiàn);分析了不同燒結(jié)溫度對(duì)Ba(Mg1/3Ta2/3)O3陶瓷的影響;并測(cè)試了樣品的微波介電性能。主要研究結(jié)果如下:1.在BZ陶瓷中,通過(guò)對(duì)XRD研究,確定BZ樣品具有簡(jiǎn)單立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)3(221);對(duì)XRD進(jìn)行Kα2剝離及紅外反射光譜研究發(fā)現(xiàn),該BZ樣品中存在氧八面體畸變;指認(rèn)了七個(gè)拉曼振動(dòng)模式,其中位于745cm-1附近的A1g(O)振動(dòng)模在所有振動(dòng)模式中強(qiáng)度最強(qiáng),其來(lái)源于Zr O6氧八面體的呼吸振動(dòng);同時(shí)指認(rèn)了三個(gè)紅外活性模式,其中F1u(2)振動(dòng)模對(duì)介電性能的貢獻(xiàn)最大,其來(lái)源于O-Zr-O的彎曲振動(dòng)。2.在CZ陶瓷中,通過(guò)XRD確定該CZ樣品的結(jié)構(gòu)為斜方Pcmn(62),同時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)卡比對(duì)發(fā)現(xiàn),該樣品中存有微量Ca CO3殘留;以斜方對(duì)稱結(jié)構(gòu)對(duì)振動(dòng)光譜進(jìn)行指認(rèn):ΓV=7Ag+5B1g+7B2g+5B3g+8Au+10B1u+8B2u+10B3u,討論了拉曼位移和半高寬,對(duì)各振動(dòng)模式進(jìn)行了描述,并利用四參數(shù)法擬合了遠(yuǎn)紅外反射光譜,計(jì)算得出各紅外活性模對(duì)介電性能的貢獻(xiàn),其中F1u(5)振動(dòng)模的貢獻(xiàn)最大,主要來(lái)自Zr O6間的中心反對(duì)稱振動(dòng),擬合曲線同時(shí)也表明F1u(4)與F1u(5)振動(dòng)模均發(fā)生了分裂。3.在SZ陶瓷中,通過(guò)XRD的研究發(fā)現(xiàn),該樣品的結(jié)構(gòu)為斜方Pbnm(62);對(duì)十個(gè)主要的拉曼振動(dòng)模式進(jìn)行了指認(rèn)和描述,其中在550cm-1附近的B1g的振動(dòng)強(qiáng)度最大,主要來(lái)自Zr-O的伸縮振動(dòng);利用四參數(shù)法擬合了遠(yuǎn)紅外反射光譜,發(fā)現(xiàn)F1u(4)發(fā)生了分裂,通過(guò)對(duì)比各紅外活性模對(duì)介電性能的貢獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),材料的微波介電性能主要受到擁有較重原子的振動(dòng)模影響。4.在BMT陶瓷中,利用XRD和結(jié)構(gòu)精修分析了陶瓷的晶體結(jié)構(gòu),確認(rèn)BMT為三方晶系3 1(164),具有1:2有序結(jié)構(gòu);指認(rèn)并分析了拉曼光譜,F2g(Ba)振動(dòng)模的拉曼位移與介電常數(shù)呈負(fù)相關(guān),與電容溫度系數(shù)呈正相關(guān),與介質(zhì)損耗呈正相關(guān);XRD、拉曼光譜和紅外光譜分析均表明1510℃為BMT陶瓷的理想燒結(jié)溫度,此時(shí)結(jié)構(gòu)的有序度最高。
【關(guān)鍵詞】：微波介質(zhì)陶瓷 晶格振動(dòng)模式 拉曼光譜 傅里葉變換紅外光譜 介電性能
【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ174.756
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 微波介質(zhì)陶瓷的介電特性與研究進(jìn)程9-12
• 1.1.1 微波介質(zhì)陶瓷的性能參數(shù)9-10
• 1.1.2 微波介質(zhì)陶瓷的發(fā)展歷史10-11
• 1.1.3 微波介質(zhì)陶瓷的體系及研究近況11-12
• 1.2 鈣鈦礦型微波介質(zhì)陶瓷12-14
• 1.2.1 鈣鈦礦型微波介質(zhì)陶瓷的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)12-13
• 1.2.2 鈣鈦礦型微波介質(zhì)陶瓷的復(fù)合結(jié)構(gòu)13-14
• 1.3 振動(dòng)光譜簡(jiǎn)介14-16
• 1.3.1 拉曼散射光譜簡(jiǎn)介14-15
• 1.3.2 遠(yuǎn)紅外反射光譜簡(jiǎn)介15-16
• 1.4 本論文的選題依據(jù)16-17
• 第二章 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和測(cè)試17-21
• 2.1 陶瓷樣品的制備流程17-18
• 2.2 陶瓷樣品的表征18-19
• 2.2.1 X射線衍射(XRD)18-19
• 2.2.2 拉曼光譜(Raman)19
• 2.2.3 遠(yuǎn)紅外反射光譜(FTIR)19
• 2.3 陶瓷樣品的性能測(cè)試19-21
• 第三章 BaZrO_3陶瓷的振動(dòng)光譜與結(jié)構(gòu)特征21-31
• 3.1 XRD分析結(jié)果與討論21-24
• 3.2 Raman光譜分析結(jié)果與討論24-26
• 3.3 FTIR光譜分析結(jié)果與討論26-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 第四章 CaZrO_3陶瓷的振動(dòng)光譜與結(jié)構(gòu)特征31-39
• 4.1 XRD分析結(jié)果與討論31-33
• 4.2 Raman光譜分析結(jié)果與討論33-34
• 4.3 FTIR光譜分析結(jié)果與討論34-38
• 4.4 本章小結(jié)38-39
• 第五章 SrZrO_3陶瓷的振動(dòng)光譜與結(jié)構(gòu)特征39-48
• 5.1 XRD分析結(jié)果與討論39-40
• 5.2 群論分析40-41
• 5.3 Raman光譜分析結(jié)果與討論41-43
• 5.4 FTIR光譜分析結(jié)果與討論43-47
• 5.5 本章小結(jié)47-48
• 第六章 Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3陶瓷的振動(dòng)光譜與結(jié)構(gòu)特征48-57
• 6.1 XRD分析結(jié)果與討論48-52
• 6.2 Raman光譜分析結(jié)果與討論52-54
• 6.3 FTIR光譜分析結(jié)果與討論54-56
• 6.4 本章小結(jié)56-57
• 第七章 結(jié)論57-61
• 7.1 本文的主要研究成果57-58
• 7.2 對(duì)今后工作的建議58-61
• 參考文獻(xiàn)61-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文67-69
• 致謝69

  本文關(guān)鍵詞：鈣鈦礦型微波介質(zhì)陶瓷的晶格振動(dòng)光譜研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：282272