钙钛矿结构微波介电陶瓷Ca[(Li-Ta)_xTi]O3-δ的性能优化与特性研究

本篇论文主要探讨了Ca[(Li_(1/3)Ta_(2/3))_(1-x)Ti_x]O_(3-δ)固溶体的微波介电性质，其中研究者采用常规氧化物混合法成功制备了一系列钙钛矿相的陶瓷材料。固溶体中的Li、Ta和Ti离子通过有序化结构对微波介电性能产生了显著影响。 首先，X射线衍射结果显示，Ca[(Li1/3Ta2/3)1-xTix]O3-δ是一种具有正交相结构的连续固溶体，Li和Ta离子以1:2的比例有序排列，这种有序结构对于微波介电性能至关重要。然而，当Ti4+取代Li1+和Ta5+时，它不仅稳定了钙钛矿相，还打破了原有的1:2有序化结构，这导致了晶体生长的变化。随着Ti组分x的增加，微波介电常数ε（表示介电性质的强度）从24提高到48，而品质因数Q_f（衡量信号衰减的程度）则相应地从42000下降到11000 GHz，表明材料的介电性能有所优化，但信号保持能力减弱。 值得关注的是，固溶体中Ti的引入还改变了谐振频率温度系数，即微波信号频率随温度变化的趋势。最初可能是负值，但随着Ti含量的增加，这个系数转变为正值，这可能对某些特定的应用具有潜在的优势，如在不同温度环境中保持稳定的微波性能。 此外，研究还发现，通过低温烧结技术（low-temperature sintering），含有Ti的Ca[(Li1/3Ta2/3)1-xTix]O3-δ固溶体可以作为一种新型微波介质材料，其微波介电性能表现出良好的适应性和优化。论文的关键词包括微波介电性质、钙钛矿结构、低温烧结以及固溶体的组成对性能的影响，这些内容对于理解微波陶瓷材料的设计和优化具有重要意义。 这篇论文提供了一个深入研究固溶体对微波介电陶瓷性能影响的重要案例，展示了如何通过调整化学组成来调控介电性能，并为开发高性能微波材料提供了理论基础和技术指导。这对于微波电子学和通信技术等领域的发展具有实用价值。