加速器用低损耗铁电材料的制备及结构性能研究

批准号:
10975055
项目类别:
面上项目
资助金额:
36.0 万元
负责人:
徐业彬
依托单位:
学科分类:
A2801.加速器物理
结题年份:
2012
批准年份:
2009
项目状态:
已结题
项目参与者:
汪盛烈、周海、张翔、刘婷、王峻岭、阮凯、杜媛
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中文摘要
铁电材料在高梯度加速器中有广阔的应用前景,包括直线对撞机的大功率微波开关,电控移相器及介质加速器结构的调谐层,但现有的铁电材料存在介电常数大,介电损耗高的缺点。为探索满足加速器应用需要的新材料,本项目采用不同低损耗线性介电材料及组合与钛酸锶钡复合,形成多相复合物,来降低钛酸锶钡的介电常数和介电损耗,保持较高的调谐率。研究不同介电材料及组合对钛酸锶钡的介电特性和结构的影响规律,探索铁电-介电复合材料的结构-性能间的关系以及介电常数、介电损耗和调谐率间的相互关系,研究解决介电常数、介电损耗和调谐率矛盾的有效途径。通过本项目的研究,期望获得适合加速器应用的具有我国自主知识产权的低介电损耗铁电材料,为促进高能粒子物理的研究作出贡献;还可用于相控阵雷达和通讯系统;丰富铁电材料理论。
英文摘要
铁电材料在高梯度加速器中有广阔的应用前景,包括直线对撞机的大功率微波开关,电控移相器及介质加速器结构的调谐层,但现有的铁电材料存在介电常数大,介电损耗高的缺点。本项目系统研究了BST-MgO-Mg2SiO4和BST-MgO-Mg2TiO4体系的微结构和介电调谐性能。. 对于BST-MgO-Mg2SiO4体系,铁电(BST)-介电(MgO-Mg2SiO4)复合物形成。MgO加入可以抑制BST和Mg2SiO4反应形成Ba2(TiO)(Si2O7)。固定BST含量不变,增加Mg2SiO4含量而减少MgO含量,复合物的介电常数降低,居里温度Tc的变化与BST中Ba含量有关。当Ba含量为0.55和0.5时,调谐率和介电常数的间出现一种反常的关系:随Mg2SiO4含量增加,介电常数减小,而调谐率增加,对调谐应用非常有利,克服了二元体系中增加线性介质含量来降低BST介电常数而导致的调谐率下降的困难。调谐率的反常增加可归因于电场的重新分布。50Ba0.5Sr0.5TiO3-(50-x)MgO-xMg2SiO4的介电常数从 164.2降低到126.5,而 3.9kV/mm下的调谐率从11.5%增加到15.2%。Mn掺杂可以降低BST-MgO-Mg2SiO4的微波介电损耗而略微增加其调谐率。. 对于BST-MgO-Mg2TiO4体系,铁电(BST)-介电(MgO-Mg2TiO4)复合物形成。MgO加入可以抑制BST和Mg2TiO4反应形成BaMg6Ti6O19。固定BST含量不变,增加Mg2TiO4含量而减少MgO含量,复合物的介电常数和调谐率增加,Qf值降低,居里温度Tc向高温方向移动,介电常数温度稳定性改善。40Ba0.5Sr0.5TiO3-(60-x)MgO-xMg2TiO4的介电常数从123.0增加到156.5,3.9kV/mm下的调谐率从14.4%增加到28.5%。Mn和ZnO掺杂可以改善BST-MgO-Mg2TiO4微波介电性能。本项目获得了优异性能的铁电材料:介电常数=165.6,Qf=1012.5GHz,调谐率(2.8kV/mm)=9.1%,能够满足加速器应用的要求。
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Synthesis of nanocrystalline LaFeO3 powders via glucose sol-gel route
葡萄糖溶胶-凝胶法合成纳米晶LaFeO3粉末
DOI:10.1016/j.matchemphys.2011.05.054
发表时间:2011-10-03
期刊:MATERIALS CHEMISTRY AND PHYSICS
影响因子:4.6
作者:Liu, Ting;Xu, Yebin
通讯作者:Xu, Yebin
Synthesis of Bi2Fe4O9 via PVA sol-gel route
PVA溶胶-凝胶法合成Bi2Fe4O9
DOI:10.1016/j.mseb.2011.01.009
发表时间:2011-04-25
期刊:MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING B-ADVANCED FUNCTIONAL SOLID-STATE MATERIALS
影响因子:3.6
作者:Liu, Ting;Xu, Yebin;Zeng, Chunlian
通讯作者:Zeng, Chunlian
A Facile Route to the Synthesis of BiFeO3 at Low Temperature
低温合成 BiFeO3 的简便途径
DOI:10.1111/j.1551-2916.2011.04536.x
发表时间:2011-09-01
期刊:JOURNAL OF THE AMERICAN CERAMIC SOCIETY
影响因子:3.9
作者:Liu, Ting;Xu, Yebin;Zhao, Jingyuan
通讯作者:Zhao, Jingyuan
Microstructure and Dielectric Tunable Properties of Ba0.6Sr0.4TiO3-Mg2SiO4-MgO Composite
Ba0.6Sr0.4TiO3-Mg2SiO4-MgO复合材料的微观结构和介电可调性能
DOI:10.1109/tuffc.2010.1581
发表时间:2010-07-01
期刊:IEEE TRANSACTIONS ON ULTRASONICS FERROELECTRICS AND FREQUENCY CONTROL
影响因子:3.6
作者:He, Yanyan;Xu, Yebin;Chen, Wanping
通讯作者:Chen, Wanping
Synthesis and characterization of Bi2Fe4O9 powders
Bi2Fe4O9粉末的合成与表征
DOI:10.1016/j.matchemphys.2011.03.011
发表时间:2011-08
期刊:MATERIALS CHEMISTRY AND PHYSICS
影响因子:4.6
作者:Zhao, Jingyuan;Liu, Ting;Xu, Yebin;He, Yanyan;Chen, Wanping
通讯作者:Chen, Wanping
铁电-介电复合物的调谐率反常增加机制研究
- 批准号:61671214
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:徐业彬
- 依托单位:
用于微波调谐的铁电-介电固溶体材料研究
- 批准号:60771021
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:8.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:徐业彬
- 依托单位:
国内基金
海外基金
