鈦酸鍶鋇基無鉛弛豫鐵電陶瓷的研究.pdf

1、鈦酸鋇(BaTiO3)是典型的ABO3鈣鈦礦型結構，介電常數(shù)高、電致伸縮效應大。但鈦酸鋇陶瓷立方相與四方相相變的居里溫度高，介電常數(shù)在較高的溫度時才有最大值，而在室溫下介電常數(shù)遠小于居里點的介電常數(shù)，電致伸縮效應響應慢，從而限制了其使用性能。鈦酸鋇基弛豫鐵電體具有較高的介電常數(shù)、適當?shù)南嘧儨囟燃半娭律炜s響應速度快等特性，不僅成為陶瓷電容器、電致伸縮器件的主要材料，而且是研究弛豫鐵電體理論的重要材料。因此，弛豫型鈦酸鋇陶瓷成為研究的熱點與

2、重點。本文主要研究了Sr2+、Ca2+取代鈦酸鋇上的A位或B位離子對陶瓷基體微觀結構和介電性能的影響以及摻雜Nb2O5對鈦酸鍶鈣鋇陶瓷微觀形貌和介電弛豫性能的影響。論文主要完成的研究工作和取得的結果如下:
　　(1)通過固相法和溶膠凝膠法制備鈦酸鍶鋇(BaxSr1-xTiO3，BST)陶瓷，研究Ba/Sr比例的變化以及兩種不同顆粒尺寸對陶瓷居里溫度和介電性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)居里溫度隨Ba含量的增加呈線性增加，線性擬合得到Tc=-2

3、21.6+354x。溶膠凝膠法粉末制備的BST陶瓷具有尺寸效應，介電常數(shù)峰彌散，介電常數(shù)降低以及具有小的介電損耗。
　　(2)固相法制備了Ba0.8Sr0.2-xCaxTiO3(x=0，0.04，0.08，0.12，0.16，0.2，BSCT)陶瓷體。結果表明:當x≥0.12，即使在(Ba+Sr+Ca)/Ti摩爾比為1時，也有部分的Ca2+離子取代了B位上的Ti4+離子，導致了晶粒的長大以及介電常數(shù)峰尖銳;當x＜0.12，Ca主要

4、取代A位上的離子，使得晶粒細化以及介電常數(shù)峰彌散;當x=0.08時，BSCT陶瓷出現(xiàn)了介電弛豫現(xiàn)象，而且有最大的γ值，其值為1.75，ΔTrelax為2.34。
　　(3)研究了Nb2O5含量對固相法制備的Ba0.8Sr0.12Ca0.08TiO3陶瓷性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)Nb2O5摻雜使得Ba0.8Sr0.12Ca0.08TiO3陶瓷介電常數(shù)峰彌散，當Nb2O5含量為1.5mol％時，有最大的γ值(1.98)但是介電損耗大;而Nb