| ELSEVIER |
| 電可調複合微波陶瓷材料性能調控研究 |
最近，同濟大學功能材料研究所翟繼衛教授帶領的課題組在電可調鈦酸鍶鋇基複合微波陶瓷材料性能調控方面取得新進展，成功製備出具有低介電常數、低介電損耗和合適介電可調率的鈦酸鍶鋇（Ba1-xSrxTiO3）基複合微波陶瓷材料。他們藉助於譜學方法（Raman和Infrared光譜）對其晶體結構、極性聲子模參數、本徵介電性能三者之間的關係進行了探討。該工作對理解晶體的本徵極化機制有重要意義，有助於認識晶體結構、極性聲子模參數、本徵介電性能三者之間的關係，從而更有效調控其介電性能。這一重要研究結果發表在國際著名材料期刊《材料學報》（Acta Materialia 57, 4491–4499 (2009)）上。通過Mn對其B位重摻雜以致形成Ba1-xSrxTiO3和微波介質Ba(Ti1-xMnx)O3復相陶瓷，獲得了具有超低介電損耗的電可調微波介質材料，該項研究工作以快報的形式發表在Acta Materialia的姊妹刊Scripta Materialia 61, 764–767 (2009)上，並申請國家發明專利1項。另外，通過低介電常數微波介質Mg2TiO4與之複合，能有效地降低其介電常數，獲得了低介電常數、低介電損耗和合適介電可調率的複合陶瓷材料體系。該研究工作已在Applied Physics Letters 91, 122908 (2007)上發表，並已獲得授權國家發明專利4項。
具有高介電常數、低介電損耗、高介電可調特性以及其Curie溫度可調的鈣鈦礦結構Ba1-xSrxTiO3鐵電材料在作為微波可調器件方面（如移相器、濾波器、可變電容器以及延遲線等）得到日益廣泛關注，尤其在作為微波移相器方面更是目前研究的熱點。但具有高介電常數的BST陶瓷材料很難滿足其與激勵源內部阻抗匹配和高功率的器件應用要求，這大大限制了其在微波可調器件領域的應用。因此，製備具有低介電常數、高Q值、高介電可調特性的材料備受關注。為此，研究人員開展了對其離子摻雜或/和與之複合改性研究。通過低介電常數微波介質與之複合，能有效地降低其介電常數，但因為在高溫燒結過程中存在一定的相互固溶反應，會一定程度地惡化其微波介電性能。而採用離子重摻雜以致形成Ba1-xSrxTiO3和微波介質復相陶瓷，能顯著地優化其微波介電性能。這一研究結果在可調微波介質材料領域是首次報導，並為可調微波介質材料的性能優化和調控提出了新的思路。（來源：同濟大學）
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