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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09229209/
• 关键词: タンタル酸カリウム; ネオブ酸カリウム; 組成傾斜固溶体単結晶; 累帯構造; 広温度域高誘電率; 低誘電損失

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 powders were prepared from raw materials and K(Ta_xNb_<1-x>)O_3 with x=0.3 ~ 0.7. After weighing and mixing, the powders were sintered at 1273K for 10.8 ks. The temperature of the liquidus of each composition is about 50K. After heating for 600s, cooling at 1073K and cooling at 28K/ks, the crystallization is synthesized. White gold-internal precipitation of crystals, a side of 0.5mm to 2.0mm square crystals The X-ray powder folding method is used to determine the crystal structure of the crystal. x=0.3 and the raw material composition is obtained. K(Ta_xNb_<1-x>)O_3 single crystal is about 0.2 mm thick. The sample is ground, square crystal domain is oblique square crystal domain and the structure is obtained. For the material composition with x=0.4, K(Ta_xNb_<1-x>)O_3 single crystal was obtained. The sample was observed by polarizing microscope. The tetragonal phase is opposite to the {100} plane and the orthorhombic phase is opposite to the {100} plane and parallel to the twin phase. The results of EPMA line analysis of the same crystal composition show that the Ta composition in the center part is rich, the Ta content in the peripheral part is rich, the Nb content in the peripheral part is increased, the crystal system is rich, and the composition is not continuous. x=0.3. The <1-x>temperature dependence of the permittivity (ε) and the dielectric loss (tanδ) of the sample with different compositions was measured at 100kHz. The temperature dependence of the permittivity (ε) and the dielectric loss (tanδ) of the sample with different compositions was measured at 473K. The temperature dependence of the permittivity of the sample with different compositions was measured at 300K. The temperature dependence of the permittivity (ε) and the dielectric loss (tan δ) was measured at 300 K. The induction loss is less than 0.05 at 300K and 700K. The induction rate is less than 470K.

项目成果

山根, 久典: "ペロブスカイト型固溶体K(Ta,Nb)O_3の組成傾斜単結晶の合成と誘電特性" 粉体粉末冶金雑誌. 45,[3] (印刷中). (1998)

Yamane, Hisanori：“钙钛矿固溶体 K(Ta,Nb)O_3 的成分梯度单晶的合成和介电性能”粉末冶金杂志 45，[3]（出版中）。