低溫?zé)Y(jié)BSCT-MgO復(fù)合鐵電材料及其介電性能研究.pdf

1、為了實(shí)現(xiàn)鈦酸鍶鋇鈣(BSCT)基調(diào)諧性材料LTCC應(yīng)用化，本文的目標(biāo)是低溫?zé)Y(jié)下制備適中介電常數(shù)、低介電損耗、高可調(diào)性和介電溫度穩(wěn)定性好的陶瓷材料。本課題研究MgO在BSCT-MgO復(fù)相材料的作用和機(jī)理，Mn摻雜和B2O3-ZnO玻璃的摻雜對(duì)BSCTM材料的介電性能改善和低溫?zé)Y(jié)的影響。納米MgO粉體和共沉淀的BSCT粉體具有精細(xì)結(jié)構(gòu)，采用B2O3-Li2CO3燒結(jié)助劑，發(fā)現(xiàn)單一相材料在1000℃下未達(dá)到致密燒結(jié)，且含有較多的氣孔。Mg

2、O的加入使復(fù)合材料氣孔消失，結(jié)構(gòu)變得致密。MgO增加，BSCT晶粒逐漸減小，介電常數(shù)也隨之降低，居里溫度向低溫移動(dòng)，MgO添加量為60wt％時(shí)，晶粒減小為0.7-1.5μm，介電常數(shù)為90，損耗維持在1×10-3數(shù)量級(jí)，居里溫度為-27℃。950℃燒結(jié)時(shí)，BSCT-1wt％MgO在室溫、1kV/mm直流偏場(chǎng)條件下的可調(diào)性高達(dá)18％，介電溫度曲線較為平坦，這一優(yōu)異性能可以與1200℃制備的純BSCT材料的可調(diào)性20％相媲美。實(shí)現(xiàn)了低溫?zé)Y(jié)

3、制備高調(diào)諧性、介溫性能穩(wěn)定的BSCT基鐵電材料。MgO的加入，改善了高溫下B2O3-Li2O液相的粘度，提高了液相的流動(dòng)性，便于擴(kuò)散與傳質(zhì)。MgO的加入，提高了B2O3-Li2O液相對(duì)BSCT晶粒的潤(rùn)濕性，良好的潤(rùn)濕環(huán)境促使“小顆粒粉體-MgO-B2O3-Li2O液相-BSCT晶粒”模式進(jìn)行順暢，晶粒更好地吸收液相傳質(zhì)，從而促進(jìn)晶粒發(fā)育，材料致密化程度增加。
　　 BSCTM復(fù)相材料的居里溫度隨著Mn離子摻雜量增大向負(fù)溫度移動(dòng)，

4、可調(diào)性呈先增大后減小趨勢(shì)。當(dāng)Mn=0.50mol％時(shí)，950℃燒結(jié)的BSCT-45wt％MgO復(fù)相材料在0.71kV/mm下的可調(diào)性高達(dá)4.8％，實(shí)現(xiàn)了低溫?zé)Y(jié)制備高可調(diào)性材料的目的。BSCT-45wt％MgO材料，添加10wt％B2O3-ZnO玻璃時(shí)，1000℃燒結(jié)形成大量的玻璃相，破壞了BSCT中Ti離子非諧運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性，導(dǎo)致可調(diào)性喪失。為了改善這一材料，采用提高鐵電相和降低玻璃量，BSCT-22wt％MgO復(fù)相材料添加2.5wt％