鈦酸鍶鋇基無(wú)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(jié)構(gòu)，介電常數(shù)高、電致伸縮效應(yīng)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(shí)才有最大值，而在室溫下介電常數(shù)遠(yuǎn)小于居里點(diǎn)的介電常數(shù)，電致伸縮效應(yīng)響應(yīng)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(dāng)?shù)南嘧儨囟燃半娭律炜s響應(yīng)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(diǎn)與

2、重點(diǎn)。本文主要研究了Sr2+、Ca2+取代鈦酸鋇上的A位或B位離子對(duì)陶瓷基體微觀結(jié)構(gòu)和介電性能的影響以及摻雜Nb2O5對(duì)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(jié)果如下:
　　(1)通過(guò)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(duì)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(yīng)，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(jié)果表明:當(dāng)x≥0.12，即使在(Ba+Sr+Ca)/Ti摩爾比為1時(shí)，也有部分的Ca2+離子取代了B位上的Ti4+離子，導(dǎo)致了晶粒的長(zhǎng)大以及介電常數(shù)峰尖銳;當(dāng)x＜0.12，Ca主要

4、取代A位上的離子，使得晶粒細(xì)化以及介電常數(shù)峰彌散;當(dāng)x=0.08時(shí)，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(duì)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(dāng)Nb2O5含量為1.5mol％時(shí)，有最大的γ值(1.98)但是介電損耗大;而Nb