文档介绍：::——纳米钛酸钡的制备及其介电性能的研究至玺嬖硎宪交论文评阅人:.迳现剌к申请学位级别:—题—±.騎量查理王太堂学科专业名称及代码:扭料塑堡皇毡堂塑研究方向:巫速±指导教师:壑堑墨副熬握牛:呈圭握论文起止时间:鹄荩簂豪糛篿编号:一学位授予单位及代码:≤’答辩委员会主席:研分类号究
摘要本论文开展了对纳米的制备工艺及介电性能的研究,以探讨电介质型纳米作为吸波材料的可能性。本文从以下几个方面进行了论述:疚慕樯芰舜澄ú牧虾托滦臀ú牧系难芯肯肿从虢埂W重介绍了纳米吸波材料和的研究进展。详细阐述了吸波材料的吸波机理。。经测试,发现以T现票阜厶辶>缎。植均匀,团聚少。直鹪诓煌露萒、不同频率虏馐粤四擅譈厶宓慕榈系数￡与损耗角次?芍D擅譈厶宓慕榈绯J齭高于常规四方晶系的髓陶瓷;介电损耗角辔嫫德实脑黾忧饔谖榷ǎ宜鸷闹很大,从侧面说明纳米面在宽频波段的吸波性能较好。关键词:纳米钛酸钡吸波材料溶胶凝胶介电常数介电损耗
第一章前言的结构与性质及其研究进展§结构钛酸钡的晶体属钙钛矿结构。钛酸钡晶体中的六个氧形成氧八面体,钛位于氧八面体的中心,钡则处于八面体的间隙图T诰诱值以上,钛酸钡为立方相,属顺电相;在室温下,钛酸钡属四方晶系的铁电体;在娓浇姆较嘧;U痪担具有铁电性。如图为钛酸钡结构示意图,硎疽訲中心的立方体,硎疽訠V行牡难醢嗣嫣濉●四方的结构亦属钙钛矿型结构,如图V皇蔷Ц窠侠硐钙钛矿型结构发生了一定程度的畸变。与立方比较,畸变使四方腸轴变长,岜涠獭在立方中,晶胞的边长大于氧离予和钛离子的直径之和。这表明,氧八面体隙的球形内切半径大于钛离子的半径。所以,处于氧八面体的孔隙中的钛离子可以偏离八面体的中心位置在一定的范围内进行振动。在钛离子振动时,其偏离或靠近周围鲅趵胱拥幕崾均等的,即对八面体中心位置的平均偏离为零。随着温度的降低,钛离子的热运动也变弱。当温度降至嬉韵时,钛离子的振动中心则向周围的鲅趵胱又豢拷搭牙胱友豤图立方的结构。
在常温下ゾ粲谔缢姆较嘟峁梗℃永锏以上砚的尺寸效应轴方向发生了一定程度的位移,亦即钛离子沿岱较虿死胱游灰极化。这种极化是在没有外电场作用下,自发进行的,通常称为自发极化。由于钛离子位移,氧离子也偏离了它的对称位置,相应位移。.啾涠灶阉岜稻褰榈绯J挠跋温度在以上时,为立方晶系;随着温度降低,晶胞向一边延长,成为四方晶系,伴随着结构的变化产生较大的介电异常,该结构转变是产生铁电性的表现。钛酸钡只有在四方相时才具有较高的介电常数。这是因为钛酸钡要想具有高的介电常数,首先要有较强的有效内电场,即实际作用在分子上的电场,其次还要有电子位移极化和离子位移极化之间通过“耦合”作用,才能形成强大的有效内电场。而单有电子位移极化时,则不可能出现这种耦合作用,因而不会有强有效的内电场当钛酸钡处于立方结构时,是顺电相,并不存在离子的自发极化,因而不可能有电子位移极化和离子位移极化阳鸟詈献饔茫簿筒豢赡芗忧有效内电场,所以介电常数较小。自钙钛矿铁电材料被应用以来,人们就其组成对性能的影响的大量研究表明,铁电和介电性能是随着晶体结构变化而变化的。随着电子器件微型化的发展,近年来对作为原料的铁电材料的粒度的小尺寸要求越来越高,目前己要求小于擅住H欢绷W映叽缂跣〉侥擅琢考时由于尺寸效应,材料的性质发生了很大变化,出现了许多反常现象也因此引起丁人们对铁电晶粒的尺寸效应很大注意。属于顺电立方相结构。而纳米粒子在常温下是立方相。这是由于纳米微粒的表面效应所致,纳米晶粒表面原子数增多,与其配位的原子数减少,使得表面原子压迫内部原子而发生晶格畸变,导致图四方结构.。
并得出随制各温度的升高满足》钠德首O虻推档慕崧邸合铁氧体则可大大改善其吸波性能。系瑆型六角晶系铁氧体是目前国内外研究较多的材料【。】,六角晶系铁氧体具有高的自然共振频率,成为高微波频段优良的铁氧体型吸收体Ⅲ】。以铁氧体为吸收剂的吸波材料也存在一定缺陷,如高温特性差,面密度较大,各种吸波材料对匹配频率只有在匹配厚度的情况下才能做到无反射吸收,电磁参数匹配困难,吸波性能提高和吸收频带扩展受限等问题。近年来,通过改变铁氧体的化学成分,粒度分布,粒子形貌,复合物中的混合量和表面处理技术来改善铁氧体的吸波性能”“。日本的飚等【芯咳嗽痹诓煌露认轮频貌魋腗铁氧体复合物,等人【】,当平均粒径增大,匹配频率变小时,在每个匹配频率下吸收电磁波能力降低,但在—段谖芰Ψ炊嫫骄>对龃蠖銮浚有望制成手机屏蔽材料。铁氧体吸收材料是利用磁性材料在高频下磁损耗和磁导率的频散来吸收电磁波能量的。,这銮虺鱿值奈栈砀鞑幌嗤M贾衭’为磁导率的实数部分,“”为磁导率的虚数部分。在低频区域时,¨负醪随频率而改