溶胶—凝胶法制备BaxSr1-xTiO3铁电陶瓷及掺杂改性研究

论文摘要

由于铁电陶瓷钛酸锶钡BaxSr1-xTiO3（BST）的众多优点，如高介电常数、相对较低的介电损耗、可调的居里温度等，使得它可以开发成为高密度动态存储器（DRAM），传感器以及微波介电材料等。多年来，该类材料一直成为国内外研究的热点之一。钛酸锶钡粉体的制备方法及掺杂方式对陶瓷的介电性能有很大影响，对该材料的制备方法，取代掺杂情况做深入系统的研究将有助于加快其进入应用领域。溶胶-凝胶法可制得多组分均匀掺杂的钛酸锶钡粉体，本论文工作重点在于开展了BST粉体的制备以及取代掺杂对其介电性能影响的研究，得到了如下结论：1．本工作采用溶胶-凝胶（Sol-Gel）法制备了平均粒径约为50nm的Ba0.7Sr0.3TiO3（BST70）超细粉末。其合成（晶化）温度比传统固相合成法低，粉体的烧结活性提高，具有明显的技术优势，是获得超细BST粉体的有效途径。2．利用本实验所发展起来的粉体制备技术合成了纯BST粉体和分别掺杂了Mn、Fe元素的BST粉体，研究了烧结温度对陶瓷的介电性能的影响，并系统考察了掺杂改性对BST陶瓷性能的影响。实验结果表明：随着预烧温度的升高，陶瓷晶粒明显长大，陶瓷的致密性提高；Mn、Fe掺杂提高了材料的介电性能，特别是对材料的介电损耗的降低具有明显的效果，而且Mn掺杂降低介电损耗的程度要比Fe掺杂更为明显，本研究工作为取代掺杂降低介电材料的介电损耗提供了一个值得深入研究探讨的思路与方法。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 铁电材料的概述及其研究进展
• 1.2 钛酸锶钡的应用
• 1.3 溶胶-凝胶（Sol-Gel）法的应用及进展
• 1.4 论文研究的内容及意义
• 第二章 BST样品的制备及分析
• 2.1 陶瓷样品的制备
• 2.2 介电特性测试
• 2.3 X射线衍射（XRD）结构分析
• 2.4 透射电镜分析（TEM）
• 2.5 扫描电镜分析（SEM）
• 2.6 热失重-差热分析（TGA-DTA）
• 2.7 红外光谱分析（FTIR）
• 第三章 溶胶-凝胶（Sol-Gel）法制备BST超细粉体及特性研究
• 3.1 Sol-Gel法的基本原理
• 3.2 Sol-Gel工艺流程
• 3.3 溶胶-凝胶的演化过程研究
• 3.4 凝胶的晶化过程分析
• 3.5 合成BST粉体的主要工艺影响因素
• 3.6 本章小结
• 0.7Sr_0.3TiO₃陶瓷的制备及介电性能研究'>第四章 Ba_0.7Sr_0.3TiO₃陶瓷的制备及介电性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 BST70成分分析
• 4.3 BST70陶瓷制备
• 4.4 不同烧结温度下BST70陶瓷的介电性能研究
• 4.5 本章小结
• 第五章 Mn、Fe掺杂对BST陶瓷的结构和性能的影响
• 5.1 Mn掺杂对BST陶瓷性能的影响
• 5.2 Fe掺杂对BST陶瓷性能的影响
• 5.3 不同元素掺杂对BST陶瓷性能的影响
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢
• 附件