鈦酸鍶鋇基高介復(fù)合陶瓷的制備與介電性研究.pdf

1、本文采用傳統(tǒng)的固相反應(yīng)工藝，分別制備了(Ba,Sr)TiO<,3>陶瓷，STO-BTO復(fù)相陶瓷及BSTO-BTO復(fù)相陶瓷。利用掃描電鏡和X射線衍射對陶瓷樣品的微觀結(jié)構(gòu)、結(jié)晶結(jié)構(gòu)進(jìn)行了考查，并對樣品的介電溫度特性進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究。 (1)采用分析純的碳酸鹽為原料直接配料，利用傳統(tǒng)的固相反應(yīng)工藝，分別在1350℃、1400℃和1450℃燒結(jié)溫度條件下保溫2 h制備了一系列的Ba<,1-x>Sr<,x>TiO<,3>陶瓷樣品。發(fā)現(xiàn)

2、各種燒結(jié)條件下制備的Ba<,1-x>Sr<,x>TiO<,3>陶瓷均是單一相、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的固溶體，x=0.3是室溫下晶體結(jié)構(gòu)從四方相向立方相轉(zhuǎn)化的過渡組分，微觀結(jié)構(gòu)隨燒結(jié)條件和sr含量有很大的變化。介電測量表明Ba<,1-x>Sr<,x>O<,3>伴隨著溫度的變化發(fā)生三個相變，三個相變溫度在x=0～0.8組分范圍內(nèi)隨著Sr含量的增加均呈現(xiàn)出近似線性的下降、并且不依賴于燒結(jié)條件。 (2)采用兩步合成的方法制備了xSTO-(1-x

3、)BTO復(fù)合陶瓷樣品，燒結(jié)溫度條件為1275℃、1300℃和1325℃，各保溫2h。對XRD譜線的分析表明本實驗條件下得到的xSTO-(1-x)BTO陶瓷是以Ba<,1-x>Sr<,x>TiO<,3>固溶體為主相，并有少量其它組分的鈦酸鍶鋇雜相存在的復(fù)相陶瓷；對SEM圖片的分析表明，隨燒結(jié)溫度的升高，相同x值對應(yīng)的xSTO-(1-x)BTO陶瓷樣品晶粒尺寸有所增大，致密性變好；在相同的燒結(jié)溫度條件下，SrTiO<,3>含量高的樣品氣孔明

4、顯增多，致密度降低。同一燒結(jié)溫度條件下，隨著SrTiO<,3>含量的增加，STO-BTO系統(tǒng)的居里溫度逐漸向低溫方向移動。樣品均表現(xiàn)出弛豫特性，居里峰對應(yīng)的峰值明顯小于BSTO固溶體，在居里溫度附近介電常數(shù)的溫度穩(wěn)定性較BSTO固溶體有所改善。 (3)采用兩步合成法制備了xBSTO70-(1-x)BTO和yBSTO80-(1-y)BTO復(fù)相陶瓷。研究結(jié)果表明，由于保溫時間短，復(fù)相陶瓷的晶粒尺寸在0.5～1μm左右，且分布均勻。起

5、始兩相的選擇直接影響到最終復(fù)合陶瓷中高低溫固溶相的組成，本實驗中，相同燒結(jié)溫度條件下，BSTO80與BTO之間的固溶反應(yīng)較BSTO70與BTO之間更為顯著，這可能是由于BSTO80與BSTO70相比同BTO之間有更大的離子濃度差的緣故。實驗中所有配比的復(fù)相陶瓷的介電溫譜均呈現(xiàn)雙峰結(jié)構(gòu)。在1300℃/10min的燒結(jié)溫度條件下，組分為0.7BST070-0.3BTO，0.8 BSTO70-0.2BTO和0.7BST080-0.3BTO的復(fù)