Ln_3Fe_5O_（12）陶瓷的结构与介电性能

题名:Ln_3Fe_5O_（12）陶瓷的结构与介电性能
作者:唐联红
学位授予单位:浙江大学
关键词:稀土铁石榴石;;介电弛豫;;电子跃迁;;离子占位;;铁电性
摘要:
 本论文研究了Al~(3+)部分置换Fe~(3+)和Bi~(3+)部分置换Y~(3+)的钇铁石榴石陶瓷以及钐铁石榴石陶瓷和Al~(3+)部分置换Fe~(3+)的钐铁石榴石陶瓷的制备,结构与性能,分析了其在宽温宽频下的介电弛豫特性,评价了其铁电特性,讨论了成分与离子占位对其性能的影响,探讨了介电弛豫的物理机制与起源。
 Y_3Al_xFe_(5-x)O_(12)(x=2,3)陶瓷在125～573 K温度范围和1 Hz-10 MHz频率范围内存在两个介电弛豫。与Y_3Al_2Fe_3O_(12)相比,Y_3Al_3Fe_2O_(12)陶瓷在低温区的介电常数较小。低温区介电弛豫是由Fe~(2+)与Fe~(3+)之间的电子跃迁产生。随着Al~(3+)置换量的增加,由于可转移跃迁电荷数量的减少与电荷跃迁距离的Neodymium magnets增大,导致其激活能增大。高温区介电弛豫的激活能与电导激活能十分接近,因此电导对高温介电弛豫的产生起到了关键作用。
 Y_(1.5)Bi_(1.5)Fe_5O_(12)陶瓷在125～573 K温度范围和1 Hz～400 kHz频率范围内存在两个明显的介电弛豫。由于烧结温度显著降低与Bi~(3+)的挥发抑制了Fe~(2+)的产生,从而极大地抑制了低温区Fe~(2+)与Fe~(3+)之间的电荷跃迁导致的介电弛豫。激活能为E_a=0.70 eV的中温介电弛豫主要起源于晶界等非均质结构。高温介电弛豫的激活能与电导激活能接近,说明其主要由电导导致。室温下测得了Y_(1.5)Bi_(1.5)Fe_5O_(12)陶瓷的电滞回线。这主要是与Bi_(3+)的孤对电子有关。
 Sm_3Fe_5O_(12)陶http://www.chinamagnets.biz/Neodymium/Ball-Neodymium-Magnets.php瓷在125～573 K温度范围和1 Hz-10 MHz频率范围内也存在着对应于Fe~(2+)与Fe~(3+)之间的电荷跃迁和电导的介电弛豫。但是在低于Fe~(2+)与Fe~(3+)电荷跃迁对应介电弛豫的温度下还存在一个激活能为0.22 eV的介电弛豫,这可能与Sm~(3+)未淬灭的4f轨道电子有关。其影响随着Al~(3+)置换量的增加而逐渐减弱,在Sm_3Al_2Fe_3O_(12)陶瓷中基本观察不到该介电弛豫。
学位年度:2010