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几种ABCO_4型氧化物陶瓷的电磁性能
作 者: 刘燕娟
导 师: 陈湘明
学 校: 浙江大学
专 业: 材料学
关键词: K2NiF4 K2SO4 微波介电性能 磁性能
分类号: TQ174
类 型: 硕士论文
年 份: 2006年
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内容摘要
ABCO4型氧化物是一类十分重要的新型电子材料,具有着丰富的结构信息和物理性能。本课题主要研究了三类性能各异的Ba系ABCO4型化合物:1) 具有微波介质特性的BaLaAlO4;2)反铁磁性、半导性的BaLaNiO4;3)铁磁性、半导性的Ba1-xLa1+xCoO4。 ABCO4有两种重要的基本结构——四方的K2NiF4型和正交的K25O4型。前者结构更为优越,是本课题的主要设计对象。由于Ba离子半径大,当其占据A位时会形成很强的失匹配能,造成系统弱稳定性。因此为提高稳定性,易于生成大尺寸原子含量较少的非化学计量的(A,B)2CO4化合物,或通过晶格扭曲来降低系统能量,从而合成本课题研究的两类主晶相Ba0.89La1.11NiO4和Ba1.52La0.48CoO4。当不能通过这些途径来释放能量时,就易于生成另一类K2SO4型化合物,如本课题研究的BaLaAlO4。 BaLaAlO4陶瓷是一种低介电常数的微波介质材料,它的Qf值为5,259GHz,谐振频率为11.57,介电常数为15.4,损耗为0.0022。K2SO4型晶胞结构中的四个取向不一的SO4小四面体,使其极化能力及Qf弱于具有取向一致的NiF6八面体的K2NiF4型Sr和Ca系的化合物。其致密化烧结温度为1475和1500,此时陶瓷结构致密均匀,无缺陷和气孔,宏观表现为频率的稳定性较高,受温度的影响较弱。 BaLaNiO4和Ba1-xLa1+xCoO4都是磁性化合物,前者在35K处发生由顺磁性到超顺磁性的转变,后者在TN=60K和Tc=185K分别从反铁磁态到铁磁态,再到顺磁态的复杂磁性变化过程。Ba1-xLa1+xCoO4陶瓷在215K以下的铁磁温区中具有磁阻效应,x=0组分表现为很强的负磁阻效应(MR约为-63.5%),x=0.15组分则为很弱的正磁阻效应(MR约为12%)。且由于磁有序的增强,电阻随磁场的增大而降低。而BaLaNiO4陶瓷体系中不存在磁阻效应。 研究发现包括Ba1-xLa1+xCoO4在内的许多K2NiF4结构的ABCO4型强铁磁性氧化物往往都存在着Griffiths反常现象,即1/χ—T曲线对居里—外斯定律的偏离,而且场强越小,偏离越严重,作者认为大自旋的短程铁电簇能很好地说明这一原因。Ba1-xLa1+xCoO4陶瓷存在自旋玻璃态现象,其中x=0.2的组分自旋玻
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全文目录
摘要 6-8 Abstract 8-10 第一章 绪论 10-34 §1.1 引言 10 §1.2 常见ABCO_4型化合物晶体结构 10-13 §1.3 ABCO_4型微波介质陶瓷 13-22 §1.3.1 微波介质陶瓷的基本性能要求及分类 13-14 §1.3.2 主要参数及其相互制约关系 14-18 §1.3.3 微结构与性能的关系 18-21 §1.3.4 常见ABCO_4型微波介质陶瓷 21-22 §1.4 ABCO_4型磁性陶瓷 22-29 §1.4.1 磁性的起源及其分类 22-25 §1.4.2 磁性理论 25-27 §1.4.3 常见ABCO_4型磁性陶瓷 27-29 §1.5 课题的提出与研究内容 29-30 参考文献 30-34 第二章 BaLaAlO_4介电陶瓷 34-58 §2.1 引言 34 §2.2 实验与测试 34-37 §2.2.1 样品制备 34-35 §2.2.2 样品测试 35-37 §2.3 实验结果与讨论 37-54 §2.3.1 烧结特性与形貌分析 37-43 §2.3.2 相组成与为结构分析 43-46 §2.3.3 介电性能评价 46-54 §2.4 小结 54-56 参考文献 56-58 第三章 BaLaNiO_4陶瓷的电磁性能 58-82 §3.1 引言 58-59 §3.2 实验与测试 59-61 §3.2.1 样品制备 59 §3.2.2 样品测试 59-61 §3.3 实验结果与讨论 61-78 §3.3.1 烧结特性 61-62 §3.3.2 相组成与微结构分析 62-66 §3.3.3 磁性能分析 66-68 §3.3.4 电传输性能分析 68-74 §3.3.5 介电性能分析 74-78 §3.4 小结 78-80 参考文献 80-82 第四章 Ba_(1-x)La_(1+x)CoO_4陶瓷的电磁性能 82-120 §4.1 引言 82-83 §4.2 实验与测试 83-85 §4.2.1 样品制备 83 §4.2.2 样品测试 83-85 §4.3 实验结果与讨论 85-116 §4.3.1 烧结特性 85-87 §4.3.2 相组成与微结构分析 87-93 §4.3.3 磁性能分析 93-101 §3.3.4 电传输性能分析 101-109 §3.3.5 介电性能分析 109-116 §4.4 小结 116-118 参考文献 118-120 第五章 总结 120-123 硕士期间科研成果 123-124 致谢 124
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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 硅酸盐工业 > 陶瓷工业
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