鋯鈦酸鋇粉體與陶瓷的制備與性能.pdf

1、自從1942年Wainer和Selomon發(fā)現(xiàn)鈦酸鋇陶瓷具有較好的介電性能以來，鈦酸鋇作為一種性能優(yōu)異的鐵電材料，近幾十年來已發(fā)展成為一類新型現(xiàn)代功能陶瓷。但鈦酸鋇的居里溫度在120℃左右，限制了其在室溫下的應(yīng)用。為了改善鈦酸鋇的室溫介電性能，摻雜鈦酸鋇成為人們首選的研究方向。近年來，Ba(Zr<,x>Ti<, 1-x>)O<,3>的研究逐漸被人們重視，因為Zr<'4+>要比Ti<'4+>穩(wěn)定的多，同時Ba(Zr<,x>Ti<,1-x>

2、)O<,3>的居里溫度可以降到室溫,具有很好的應(yīng)用前景。 傳統(tǒng)的BaTiO<,3>制備方法是固相合成法，但濕化學法中的溶膠凝膠法具有原料價格低廉，工藝設(shè)備簡單，粉體純度高，粒度可控制及燒結(jié)溫度低等優(yōu)點。同時，用溶膠凝膠法來制備Ba(Zr<,x>Ti<,1-x>)O<,3>材料并研究其介電性能的文章還比較少見。所以本文采用溶膠凝膠法制備了Ba(Zr<,x>Ti<,1-x>)O<,3>(X=0.04、0.07、0.10、0.13)粉

3、體，考察了溶液的pH值、膠凝溫度和熱處理溫度對粉末相結(jié)構(gòu)及粒度的影響，在750℃下熱處理得到了完全結(jié)晶的Ba(Zr<,x>Ti<,1-x>)O<,3>粉末，XRD物相分析證明其為完全互溶取代固溶體粉末。此熱處理溫度比國外用溶膠凝膠法制得粉末的熱處理溫度降低了340℃，保溫時間縮短了3h。該粉末可在1340℃下燒結(jié)成瓷，此燒結(jié)溫度比國外用溶膠凝膠法制粉后燒結(jié)的溫度低了60℃，保溫時間減少了3h?？疾炝瞬煌瑹Y(jié)溫度對陶瓷性能的影響。在134

4、0℃燒結(jié)得到的陶瓷結(jié)構(gòu)較致密，晶粒分布較均勻。 對該系列固溶體材料的介電性能用LCR測量儀進行了測試分析，并測量了介電強度。結(jié)果表明：材料的介電常數(shù)隨Zr摻雜量的增多呈上升趨勢，在X=0.10達到極值。材料的居里點溫度隨Zr摻雜量的增多向室溫方向呈線性偏移，并隨Zr摻雜量的增多Ba(Zr<,x>Ti<,1-x>)O<,3>逐漸出現(xiàn)馳豫現(xiàn)象。SEM分析表明，隨Zr摻雜量的增多材料的晶粒尺寸有明顯的降低，說明Zr摻雜對晶粒長大有抑制