微波介电陶瓷材料ZnNb2O6的高温介电性能研究

摘要

随着营运用无线通信技术向微波频率的持续扩张，使得人们对低价格、高性能的介电陶瓷材料的需求日益增多。微波介电材料的快速发展使得微波介电陶瓷器件的应用成为一个必然趋势。微波介电陶瓷已经引起了人们的广泛研究，主要是作为谐振器和滤波器用于卫星和移动通信系统中。
　　 最近几年中，ZnNb2O6陶瓷由于其具有很大的价值，其极好的介电性能、较低的烧结温度和价格，在现今的学术界中已然成为研究焦点。这些有前途的优点激起了科学家们的广泛兴趣，但大多数的研究集中在添加物对ZnNb2O6陶瓷低温烧结温度和微波介电性能的影响。这种有前途的材料需要我们对其介电性能有更多地了解。
　　 本文研究了ZnNb2O6陶瓷的高温介电性能。ZnNb2O6陶瓷是由传统的固相反应法制备的，并使用XRD和SEM分析了材料的相结构和形貌特征。我们测量了样品的高温介电性能，测量温度为200-800℃、频率为20 Hz～10 MHz。结果在tanδ(T)曲线中发现在400℃和650℃附近分别出现一个峰。低温和高温的介电弛豫的激活能分为0.65 eV和0.32 eV。
　　 在400℃附近的低温介电弛豫被发现是与氧空位有关的。通过进一步的复合阻抗分析，我们发现低温介电弛豫是由样品中的晶界引起的界面极化。650℃附近的高温介电弛豫也是与氧空位有关，基于Z”(ω)和M”(ω)曲线的峰位分析，我们发现这个显现的高温介电弛豫过程与载流子的短程位移有关。