組成傾斜化による広温度域高誘電性材料の開発

利用成分梯度开发宽温度范围高介电材料

基本信息

批准号：
09229209
负责人：
山根久典
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

Ta_2O_5,Nb_2O_5,K_2CO_3粉末を出発原料とし、K(Ta_xNb_<1-x>)O_3でx=0.3〜0.7の組成に秤量混合後、1273Kで10.8ks仮焼した。これを粉砕して白金ボ-トに入れて97K/ksで、各組成における液相線温度よりも約50K高い温度まて昇温し、600s保持した後、1073Kまで28K/ksで冷却し、その後は炉冷して単結晶を合成した。白金ボ-トの内部に析出した結晶は、一辺が0.5mmから2.0mmの方形単結晶てあった。X線粉末回折法により、これらの結晶がペロブスカイト型の結晶構造であることが判明した。x=0.3の原料組成で得られたK(Ta_xNb_<1-x>)O_3単結晶を厚さ約0.2mmになるように両面から研磨した試料では、正方晶領域を斜方晶領域が取り組む構造がみられた。一方、x=0.4の原料組成で得られたK(Ta_xNb_<1-x>)O_3単結晶の試料では、中心部にある立方晶相の領域を正方晶の領域が、またさらに外側を斜方晶相の領域が取り巻く累帯構造が偏光顕微鏡により観察された。正方晶相では、{100}面に対して約45°の方向に、斜方晶相の領域では{100}面に平行に双晶がみられた。この同じ結晶の組成をEPMAで線分析した結果、中心部はTa成分に富み、周辺部に向かうにつれて徐々にTaが滅少しNbが増加し、結晶系が変わる境界においても、組成変化に不連続はみられなかった。x=0.3の原料組成で得られた組成傾斜K(Ta_xNb_<1-x>)O_3単結晶の周波数100kHzにおける誘電率(ε)と誘電損失(tanδ)の温度依存性の測定結果より、均一組成では固溶体のキュリー点である473Kに急峻な誘電率の温度変化がみられるのに対し、組成傾斜単結晶の誘電率は、300Kから700Kにいたる幅の広いピークを持った緩やかな温度変化を示した。また、300Kから700Kまでの誘電損失は0.05以下であり、誘電率がピークをもつ470K付近においても、その変動は小さかった。

TA_2O_5，NB_2O_5，K_2CO_3粉末被用作起始材料，在称重并与K（TA_XNB_ <1-X>）的CORMATIENT并将其混合到X = 0.3至0.7的组成之后，将粉末钙化为10.8K，在1273K处降低了粉末。这是磨碎的，放在铂瓶中，并在比液体温度高约50k的温度下以97k/ks的高升高，并保持600秒，然后以28k/ks冷却至1073K，然后冷却以合成单晶的熔炉。铂瓶内沉淀的晶体是平方单晶，侧面为0.5毫米至2.0毫米。 X射线粉末衍射表明这些晶体具有钙钛矿型晶体结构。在通过抛光k（TA_XNB_ <1-x>）获得的样品中，O_3 O_3单晶从两侧获得的原材料组合物获得的单晶获得了约0.2 mm的厚度，在该结构中，观察到在四边形区域的正骨区域起作用的结构。另一方面，在K（TA_XNB_ <1-X>）中，O_3单晶样品通过X = 0.4的原材料组成获得，围绕中心部分的立方相区域的四方区域和外部的正聚相区域被极性显微镜观察到了外部的正骨相位区域。在四方相中，相对于{100}平面，在约45°的方向上看到双胞胎，在正交相区域中，双胞胎与{100}平面并行看到双胞胎。使用EPMA对相同晶体组成的线性分析表明，中心部分富含TA组分，并且随着它向周围部分移动时，TA逐渐消失并逐渐增加，并且即使在晶体系统更改的边界处，在组成变化中也没有观察到不连续性。 From the temperature dependence of the dielectric constant (ε) and dielectric loss (tanδ) at a frequency of 100 kHz of the composition gradient K(Ta_xNb_<1-x>)O_3 single crystal obtained with a raw material composition of x=0.3, the temperature change of the dielectric constant at 473K, the Curie point of the solid solution, was observed in a uniform composition, while the dielectric constant of组成梯度单晶表现出温和的温度变化，范围从300k到700k不等。此外，从300K到700K的介电损失低于0.05，即使在470K左右，波动也很小，介电常数为峰值。