【摘要】：鈦酸鍶鋇(BST)是性能優(yōu)良的鐵電材料,調諧率高,在微波領域內有廣泛的應用前景。但是純的鈦酸鍶鋇有其固有的缺點,高的介電常數(shù)帶來差的阻抗匹配,限制了其應用。通過添加鐵磁材料,有望通過磁場調節(jié)磁導率,從而可能在微波設備上實現(xiàn)雙調諧。本論文采用傳統(tǒng)的固相反應法合成了Ba0.5Sr0.5TiO3/MgFe2O4、BST/MgFe2O4/MgO和Ba0.5Sr0.5TiO3/Li Fe5O8鐵電-鐵磁復合陶瓷,研究了其介電和磁性能。結果表明:Ba0.5Sr0.5TiO3/MgFe2O4復合陶瓷中只存在BST和MgFe2O4兩相。Ba0.5Sr0.5TiO3/MgFe2O4復合陶瓷的介電常數(shù)在燒結溫度較低時,隨著MgFe2O4含量的增加而降低。高含量(40%)的MgFe2O4在高的燒結溫度下由于滲流效應會導致高的介電常數(shù)和介電損耗。隨MgFe2O4含量的增加,1300oC燒結的復合陶瓷的調諧率降低。0.5BST/0.5 MgFe2O4復合陶瓷的調諧率隨燒結溫度的增加而降低。復合陶瓷的介電常數(shù)在60-1675之間變化。Lichtenecker模型和修正過的Lichtenecker能夠很好地擬合MgFe2O4含量和復合物介電常數(shù)之間的關系。BST/MgFe2O4的飽和磁化強度隨MgFe2O4的增加而增加,在MgFe2O4含量為60%時,其飽和磁化強度為16.6emu/g。BST/MgFe2O4/MgO復合陶瓷由BST、MgFe2O4和MgO三相構成。MgO降低了BST/MgFe2O4的介電損耗同時也降低了調諧率。復合陶瓷的介電常數(shù)和飽和磁化強度隨MgO含量的增加而降低,介電常數(shù)在200-560之間變化,飽和磁化強度在5.1emu/g-9emu/g之間變化。通過多重極化模型擬合可以證明,三相復合陶瓷的介電響應貢獻由固有晶格的本征貢獻和極化納米區(qū)的非本征貢獻構成。Ba0.5Sr0.5TiO3/Li Fe5O8復合陶瓷中只存在BST相和LiFe5O8相,BST/LiFe5O8復合陶瓷的介電常數(shù)為70-580,在10kHz下介電損耗最小為0.07,燒結溫度高時介電常數(shù)大,損耗較低,界面極化表現(xiàn)不明顯。
[Abstract]:Barium strontium titanate (barium strontium titanate) is a ferroelectric material with excellent properties and high tuning rate. However, pure barium strontium titanate has its inherent disadvantages. High dielectric constant leads to poor impedance matching, which limits its application. By adding ferromagnetic materials, it is expected that the magnetic permeability can be adjusted by magnetic field, which may achieve double tuning in microwave equipment. In this paper, Ba0.5Sr0.5TiO3/MgFe2O4,BST/MgFe2O4/MgO and Ba0.5Sr0.5TiO3/Li Fe5O8 ferroelectric-ferromagnetic composite ceramics were synthesized by traditional solid state reaction method, and their dielectric and magnetic properties were studied. The results show that there are only two phases of BST and MgFe2O4. The dielectric constant of Ba0.5Sr0.5TiO3 / MgFe2O4 composite ceramics decreases with the increase of MgFe2O4 content when the sintering temperature is low. High content (40%) of MgFe2O4 can lead to high dielectric constant and dielectric loss due to percolation effect at high sintering temperature. With the increase of MgFe2O4 content, the tuning rate of the composite ceramics sintered with 1300oC decreased. The tuning rate of 0.5 BST / 0.5 MgFe2O4 composite decreased with the increase of sintering temperature. The dielectric constant of composite ceramics varies from 60 to 1675. The Lichtenecker model and the modified Lichtenecker model can fit the relationship between MgFe2O4 content and complex dielectric constant. The saturation magnetization of BST / MgFe _ 2O _ 4 increases with the increase of MgFe2O4, and the saturation magnetization increases with the increase of MgFe2O4 content. The saturation magnetization of 16.6emu/g.BST/MgFe2O4/MgO composite ceramics is composed of BST,MgFe2O4 and MgO. The dielectric loss of BST/MgFe2O4 is reduced and the tuning rate is also decreased. The dielectric constant and saturation magnetization of composite ceramics decrease with the increase of MgO content. The dielectric constant varies from 200 to 560 and the saturation magnetization between 5.1emu/g-9emu/g. It can be proved by multi-polarization model fitting. The dielectric response contribution of three-phase composite ceramics consists of intrinsic contribution of intrinsic lattice and non-intrinsic contribution of polarized nanocrystalline region. Ba0.5Sr0.5TiO3 / Li Fe5O8 composite ceramics contain only BST phase and LiFe5O8 phase. The dielectric constant of BST / LiFe5O8 composite ceramics is 70-580, and the dielectric loss is under 10kHz. The minimum consumption is 0.07, and the dielectric constant is large at high sintering temperature. The loss is low and the interface polarization is not obvious.
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ174.1

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本文編號：2252510