Y2O3和NN掺杂对钛酸钡基陶瓷介电性能影响

论文摘要

钛酸钡系列陶瓷是近几十年发展起来的一类新型现代功能陶瓷,具有铁电性、压电性、热释电性等优良的介电性能,是典型的钙钛矿型弛豫铁电陶瓷材料。钛酸钡介电性能随温度变化很大,往往通过掺杂其它元素,提高其介电常数和改善其介温稳定性,以满足不同的应用要求。本文采用传统的固相法烧结工艺制备了01%Y2O3—Ba（ZrxTi1-x）O3陶瓷和xNaNbO3—（1-x）BaTiO3陶瓷样品,研究了微观结构（XRD、SEM）和介电性能,获得最佳化学配方及烧结温度。对于0.1%Y2O3—Ba（ZrxTi1-x）O3陶瓷样品,实验结果表明：在室温时,样品均呈现单纯的钙钛矿结构,随着Zr/Ti比的增加,样品晶格常数增加。样品介电常数频率稳定性比较好,介电损耗比较小。添加微量的Y降低了BaTiO3介电常数,提高了居里温度。在室温条件下,介电常数约为1000,居里温度超过140℃。在此基础上,添加锆元素,随着锆钛比的增加,居里温度向低温移动,介电常数也随着降低。对于xNaNbO3—（1-x）BaTiO3陶瓷样品,实验结果表明：样品烧结后微量铌酸钠和钛酸钡形成固溶体。当x<0.3%和0.45%<x≤0.6%时,样品晶粒分布均匀结构紧密,测试范围内,介电常数和介电损耗较小,分别小于5000和0.02,温度稳定性比较差,频率稳定性比较好；当0.3%≤0.45%时,样品晶粒分布不均匀,由半导体性质的晶粒和绝缘体性质的晶界构成,室温时介电常数和介电损耗均比较大,分别达到3×105和0.15,测试范围内,温度稳定性比较好,频率色散明显,弛豫性明显提高,临界指数γ大于2。同时,研究烧结温度对介电性能的影响,确定最佳烧结温度为1270℃,最佳配方x=0.4%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 弛豫铁电体的概述
• 1.2 钛酸钡基系列陶瓷
• 1.2.1 钛酸钡晶体的结构
• 1.2.2 钛酸钡陶瓷的性质
• 1.3 高介电材料的研究背景和现状
• 1.3.1 弛豫铁电性的无铅陶瓷的分类
• 1.3.2 电容器陶瓷性能的要求
• 1.3.3 钛酸钡陶瓷的掺杂行为
• 1.4 本论文研究的目的和内容
• 第二章 样品的制备及测试
• 2O₃—Ba(Zr_xTi_1-x)O₃陶瓷样品分析'>第三章 0.1%Y₂O₃—Ba(Zr_xTi_1-x)O₃陶瓷样品分析
• 3.1 样品的相结构分析
• 3.2 样品的电学性能分析
• 3.3 本章小结
• 3-（1-x）BaTiO₃陶瓷样品分析'>第四章 xNaNbO₃-（1-x）BaTiO₃陶瓷样品分析
• 4.1 样品的结构分析
• 4.1.1 样品的相结构分析
• 4.1.2 样品的微观结构分析
• 4.1.3 样品的线收缩率
• 4.1.4 样品的密度分析
• 4.2 样品的电学性能分析
• 4.2.1 样品的介电温谱
• 4.2.2 样品的介电频谱
• 4.2.3 样品的阻抗图
• 4.2.4 样品的XPS分析
• 4.2.5 样品的弛豫性及铁电性能研究
• 4.3 本章小结
• 3-99.6%BaTiO₃陶瓷样品的影响'>第五章 烧结温度对0.4%NaNbO₃-99.6%BaTiO₃陶瓷样品的影响
• 5.1 样品的结构分析
• 5.1.1 样品的相结构分析
• 5.1.2 样品的微观结构分析
• 5.2 样品的电学性能分析
• 5.3 本章小结
• 全文总结
• 参考文献
• 致谢