LaO和TiO掺杂对ZnNbO微波介质陶瓷微观缺陷和介电常数的影响

摘要

本文通过测量La2O3、TiO2掺杂的ZnNb2O6系列微波介质陶瓷材料的体积密度、符合正电子湮没辐射的Doppler展宽谱和正电子寿命参数、相对介电常数，系统地研究了La2O3、TiO2掺杂ZnNb2O6系列微波介质陶瓷材料微观缺陷和介电常数的影响；讨论了B位阳离子取代以及采用具有较高介电常数的材料进行复合这两种方法对ZnNb2O6系列微波介质陶瓷的相对介电常数的影响；探索不同烧结工艺和组分配比所到来的ZnNb2O6系列微波介质陶瓷的微观结构变化与介电常数之间的相互关系。实验结果如下：
　　 (1)当La2O3含量较低(x＜0.20)时，Zn-La2χNb2(1-χ)O(6-2χ)样品的正电子平均寿命τm和缺陷浓度减小，致密度、商谱谱峰和介电常数εr升高。X=0.20时，样品正电子平均寿命τm和缺陷浓度最小，致密度、商谱谱峰和介电常数εr最高。χ＞0.30时，样品正电子平均寿命τm和缺陷浓度升高，致密度、商谱谱峰和介电常数εr降低。
　　 (2)对于同一温度烧结、组分相同的ZnNbl.6Ti0.2O5.4微波介质陶瓷，保温时间的增加有助于样品的微观缺陷减少和样品的致密化，并取得了介电常数的增长，但总的增长幅度不大。
　　 (3)随着Ti02含量的增加，ZnNb2(l-χ)TixO(6-3χ)陶瓷样品的体积密度减小，致密度降低。在χ=0.60处，由于物相α—Zn2TiO4的出现而形成异常点。
　　 (4)随着Ti02含量的增加，ZnNb2(1-χ)TixO(6-3χ)陶瓷样品的正电子平均寿命τm增大，致密度降低。当χ=0.80时，1200℃烧结的陶瓷样品的微观缺陷最大，致密度最小。当χ=0.90时，1100℃烧结的陶瓷样品的微观缺陷最大，致密度最小。在χ=0.60处，由于物相α—Zn2TiO4的出现而形成异常点。
　　 (5)随着TiO2含量的增加，ZnNb2(1-χ)TixO(6-3χ)陶瓷样品的介电常数εr增加。因为烧结温度的不同，1100℃烧结的样品与1200℃烧结的样品的变化规律有所区别，但总的趋势相似。