《h-BaTiO3基填滿六方鈣鈦礦化合物的穩定機制與電磁性能》是依託清華大學，由岳振星擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：h-BaTiO3基填滿六方鈣鈦礦化合物的穩定機制與電磁性能
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：岳振星
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於h-BaTiO3的六方鈣鈦礦化合物是一類具有重要潛在套用價值的新型介電和磁電材料，本研究旨在通過晶體結構的設計和離子的組合取代，獲得室溫穩定的h-BatiO3基填滿型六方鈣鈦礦結構，系統研究該類新型填滿六方鈣鈦礦化合物的晶體結構調控和高頻電磁回響特性。通過離子組合取代，並利用晶體結構精修等方法，從離子占位和化學鍵特性層面上揭示填滿型六方鈣鈦礦結構形成和穩定的微觀機制；通過微結構調控及復相化設計實現物理性能的協調改性，建立晶體結構調製與電磁回響的關聯，為發展六方鈣鈦礦微波介電和磁電介質材料新體系提供實驗與理論依據。
結題摘要
本項目圍繞h-BaTiO3基填滿六方鈣鈦礦化合物的合成、室溫穩定機制及結構與性能的關係開展了深入系統研究，全面完成了課題任務，達到了預期目標。取得的主要成果包括：系統研究了BaTiO3-Ba(B’1/2B”1/2)O3 (B’: Co,Ni,Zn,Ga,Ln; B”:W,Sb,Nb)材料體系中B位離子組合取代Ba[Ti1-x(Me1/2W1/2)x]O3 (Me:Co,Ni,Zn)和Ba[Ti1-x(Ga1/2Sb1/2)x]O3等的物相形成規律、六方鈣鈦礦的形成與穩定機制、以及微波介電性能，按照電價補償原則，通過離子組合取代，成功獲得了一系列室溫穩定的h-BaTiO3基填滿型六方鈣鈦礦化合物，根據晶體結構精修和微觀結構分析等，提出了Me2+離子擇優占位的六方鈣鈦礦結構形成和穩定機制，並得到實驗驗證；建立了鈣鈦礦結構中氧八面體結構基元的連線方式與微波介電性能之間的關聯，晶體結構精修數據表明，六方鈣鈦礦結構中部分氧八面體的共面連線使鍵長縮短、鍵強增強，氧八面體旋轉或傾斜的自由度降低，致使介電常數降低，品質因數提高，材料保持較小的頻率溫度係數，進而從結構單元的連線方式上揭示出鈣鈦礦化合物的頻率溫度係數的微觀調控機制；在過渡金屬離子取代的h-BaTiO3中發現了弱鐵磁性，並根據第一性原理計算等確認了氧空位是磁性出現的根源；通過微結構調控及復相化設計實現了六方鈣鈦礦材料微波介電性能的協調改性，為發展高性能六方鈣鈦礦微波介質材料新體系提供了實驗與理論依據。發表SCI收錄論文12篇，其中在本領域頂級刊物Journal of the American Ceramic Society上發表論文4篇，Journal of Solid State Chemistry上發表論文1篇。
