低溫?zé)Y(jié)Ba6-3x(Nd1-yBiy)8+2xTi18O54體系陶瓷研究.pdf

1、本文以制備高介電常數(shù)低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料為目標，通過添加不同燒結(jié)助劑來降低Ba6-3x(Nd1-yBiy)8+2xTi18O54(x=2/3，0≤y≤1)(BNTB)系統(tǒng)陶瓷的燒結(jié)溫度，研究了各種燒結(jié)助劑和實驗工藝對BNTB系統(tǒng)陶瓷燒結(jié)性能、相組成、微觀結(jié)構(gòu)和介電性能的影響，并揭示了其低溫?zé)Y(jié)的機理。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　 1.添加Bi2O3-TiO2復(fù)合氧化物將Ba6-3x(Nd1-yBiy)8+2xTi18O54(x=2

2、/3，y=0.2)(BNTB0.2)陶瓷的燒結(jié)溫度降到了1160℃，這是低溫時形成的Bi2O3液相和Bi2O3-TiO2低共熔液相的作用。CaO-B2O3-SiO2(CBS)玻璃和Li2O-B2O3-SiO2(LBS)玻璃將Ba6-3x(Nd1-yBiy)8+2xTi18O54(x=2/3，y=0.6)(BNTB0.6)陶瓷的燒結(jié)溫度降到了900℃以下，它們的熔點分別為700℃和744℃，在低溫時形成液相，促進BNTB0.6陶瓷的燒結(jié)。

3、CBS玻璃中Ca離子對BNTB0.6陶瓷中Ba離子的取代以及LBS玻璃和BNTB0.6陶瓷生成Li0.5Nd0.5TiO3的反應(yīng)都能促進BNTB0.6陶瓷的燒結(jié)。復(fù)合添加LBS玻璃和LiF-BaF2將BNTB0.6陶瓷的燒結(jié)溫度降到了850℃，這是因為LiF-BaF2中的F離子取代LBS玻璃結(jié)構(gòu)中的部分O離子，使LBS玻璃中的負離子團解聚，引起LBS玻璃熔體粘度降低，加快液相燒結(jié)過程。
　　 2.隨著Bi2O3-TiO2復(fù)合氧化

4、物添加量的增加，BNTB0.2陶瓷的εr和τε增大，這是由其晶胞體積的增大和Bi離子對Nd離子的取代引起的，而其tanδ則先減小后增大。添加CBS玻璃和LBS玻璃的BNTB0.6陶瓷，隨著其晶粒長大，氣孔減少，致密度提高，BNTB0.6陶瓷的εr增大，tanδ減小，而當(dāng)CBS玻璃和LBS玻璃過量時，又使BNTB0.6陶瓷的氣孔增加，致密度降低，導(dǎo)致其εr減小，tanδ增大，而且BNTB0.6陶瓷中出現(xiàn)的一些異常長大的晶粒也會使其tanδ

5、增大。
　　 3.系統(tǒng)研究了實驗工藝對添加10.0 wt％LBS玻璃和1.0 wt％LiF-BaF2的BNTB0.6陶瓷的燒結(jié)性能、微觀結(jié)構(gòu)和介電性能的影響，得到其預(yù)燒溫度為1000℃、球磨時間為10h、燒結(jié)溫度為850℃、保溫時間為2h時性能最佳。
　　 4.得到了三種低溫?zé)Y(jié)且性能較好的高介電常數(shù)陶瓷材料。(1)添加7.0 wt％CBS玻璃的BNTB0.6陶瓷在875℃燒結(jié)2h的介電性能為：εr=73.34，tanδ