CaO-MgO-Al2O3-SiO2-B2O3玻璃添加劑的制備與性能研究.pdf

1、鈦酸鋇(BaTiO3)基電介質材料具有高的介電常數、低的介電損耗和高的絕緣強度，在儲能陶瓷電容器方面具有重要的應用前景。加入SiO2基無堿玻璃添加劑有利于優(yōu)化BaTiO3基電介質陶瓷的顯微結構和改善其儲能特性。本論文采用檸檬酸鹽法合成Ba0.95Ca0.05Zr0.2Ti0.8O3（簡稱BCZT）電介質陶瓷粉體和名義組成為7％CaO-5％MgO-(26-x)Al2O3-62％SiO2-x％B2O3（質量百分比，簡稱CMASB，x=0-1

2、5）的玻璃添加劑粉體，采用熔融-淬冷法制備該名義組成的玻璃塊體樣品，采用合成的玻璃粉體為添加劑，制備出BCZT基陶瓷樣品。研究玻璃組成對玻璃結構和性能的影響，考察了玻璃添加劑的組成對BCZT基陶瓷樣品的結構和燒結性能的影響。
　　 采用檸檬酸鹽法，在650℃和680℃的熱處理溫度下，分別制備出了具有單一鈣鈦礦結構的BCZT陶瓷粉體和非晶態(tài)的CMASB粉體，并采用熔融-淬冷法制備出不同B2O3含量的玻璃塊體樣品。研究結果表明，合成

3、粉體的顆粒均勻細小，其平均粒徑均為80nm左右。
　　 研究了B2O3的加入對CMASB玻璃結構和性能的影響。結構研究結果表明，隨著B2O3的加入，玻璃網絡結構發(fā)生改變，形成了[BO3]與[SiO4]共存的網絡結構。其中，[SiO4]形成三維網絡骨架結構，[BO3]以單鏈形式存在于網絡中。玻璃網絡結構的變化，抑制了網絡外體離子的運動，有效地抑制了CMASB玻璃樣品析出鈣長石、堇青石等晶相。介電性能研究結果表明，B2O3的加入降低

4、了CMASB玻璃樣品介電常數、介電損耗和漏電流水平，提高了玻璃樣品的低壓絕緣電阻率。加入B2O3所引起的玻璃網絡結構變化是玻璃樣品的介電性能得到改善的重要原因。
　　 研究了玻璃添加劑中B2O3的含量對BCZT基陶瓷樣品的結構和燒結性能的影響。研究結果表明，在玻璃添加劑中引入B2O3有利于改善BCZT基陶瓷樣品的燒結性能和細化晶粒。此外，發(fā)現在高溫燒結過程中，玻璃添加劑與BCZT陶瓷晶粒之間產生離子相互擴散和固相反應，形成了Ba