选择M2O-NO-Ta(Nb)2O5及NO-Ta(Nb)2O5(M=K,Na;N=Ba,Sr)体系,通过分子设计引入二价、三价、四价、五价及六价离子,在A1、A2位置上引入Bi及稀土元素离子,以及在C位置上引入Li离子,合成一系列钨青铜结构的钽铌酸盐微波介质陶瓷。对所合成材料的介电性质进行测试,同时通过XRD、SEM及TEM研究材料的相组成、晶界、晶体形貌等。结合XRD,利用热分析等手段研究材料的相变。利用XPS、红外及拉曼光谱、XRD、TEM、EPMA等测试手段结合性能测试结果,系统深入地研究TB结构钽铌酸盐结构中B位上不同价态、不同离子半径的金属阳离子对材料结构及性能的影响;研究该类材料结构中A1和A2位置上不同阳离子取代以及C位置上充填阳离子对材料结构与性能的影响。研究不同组分设计对TB型铌钽酸盐结构及性能影响的内在机制。探索该类材料结构与性能相互联系的内在规律。
分别研究了K2O-BaO-Nb2O5中钨青铜(TB)型化合物K6Nb10.8O30及KBa2Nb5O15的制备及介电性能。同时通过引入La3+、Zn2+、Cu2+及Fe3+,研究了KBa3LaZnNb9O30、Ba5LaCuNb9O30、K2Ba2La2FeNb9O30的制备及介电性能。在BaO-K2O-Nb2O5三元系统中引入Zn2+、Fe3+和Li+,合成了TB型化合物K2Ba4Li1.2Zn0.4Nb9.6O30、K2Ba4Li0.8Nb9.6Fe0.4O30,均具有较高介电常数(1KHz时大于1000)。在Ba(Sr)O-Nb(Ta)2O5体系中分别同时引入Ce3+、Sm3+、Nd3+、Y3+和Sn4+、Mg2+,研究了组成为Ba5SmNb7Sn3O30、Ba5SmTa7Sn3O30、Ba5CeNb7Sn3O30、Ba2.5Sr2.5CeNb7Sn3O3、Sr5CeNb7Sn3O30、Ba5NdMgNb9O30及Ba5YMgNb9O30等一系列TB型化合物的制备及介电性能。探索出一些高介电系数、低介电损耗TB型材料。