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。

以Ta_2O_5、Nb_2O_5、K_2CO_3粉末为原料，称重并与K(Ta_xNb_<1-x>)O_3混合至x=0.3～0.7后，在1273K下煅烧10.8ks。将其粉碎，置于铂舟中，以97K/ks加热至比各组合物的液相线温度高约50K的温度，保持600秒，然后以28K/ks冷却至1073K，然后在100℃下冷却。熔炉并合成了单晶。沉积在铂舟内的晶体为边长为0.5mm至2.0mm的矩形单晶。 X射线粉末衍射表明这些晶体具有钙钛矿晶体结构。将原料组成x＝0.3得到的K(Ta_xNb_<1-x>)O_3单晶从两侧研磨至厚度约0.2mm的样品中，其结构为包围四方晶区域。看到了斜方晶系区域。另一方面，以x=0.4的原料组成得到的K(Ta_xNb_<1-x>)O_3单晶样品中，中心的立方相区域为正方晶系区域，外侧区域为斜方晶系区域。使用偏光显微镜观察到由结晶相区域包围的带状结构。在四方相中，观察到与{100}面约45°的孪晶，在斜方相中，观察到与{100}面平行的孪晶。使用EPMA对同一晶体的成分进行线分析发现，中心富含Ta，随着向外围移动，Ta逐渐减少，Nb增加，即使在晶系变化的边界处，成分也发生变化没有看到不连续的。 [0102] 对于由该原料组成得到的组成梯度K(Ta_xNb_<1-x>)O_3单晶，在频率100kHz下测定介电常数(ε)和介电损耗(tanδ)的温度依赖性的结果当x=0.3时，发现组成均匀在固溶体的居里点 473K 处，介电常数表现出急剧的温度变化，而成分梯度单晶的介电常数则表现出逐渐的温度变化，并在 300K 至 700K 之间出现宽峰。此外，从300K到700K的介电损耗小于0.05，即使在介电常数达到峰值的470K附近，其波动也很小。