钇掺杂锆钛酸钡陶瓷介质性能的研究

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1、中文摘要以钛酸钡或钛酸钡基固溶体为主晶相的铁电陶瓷，具有较高的介电常数，良好的铁电、压电、耐压和绝缘性能。通过近几十年的发展，钛酸钡系列电子陶瓷目前已成为现代功能陶瓷中最重要的一类，是制造低频高压独石电容器的重要材料之一，在电学、热学、声学、光学等领域得到了广泛应用。自从20世纪40年代发现钛酸钡的优良的压电和介电性能以来，关于钛酸钡及掺杂钛酸钡的制备和介电性能的研究己成为无机固体化学的一个热点领域，我国对钛酸钡的研究起步较晚，在这方面还有许多工作有待开展钛酸钡是简单钙钛矿型化合物，而以单体形态存在的化合物

2、的介电损耗较大，不能满足应用要求，所以常以固溶体，或掺杂的方法来改善其介电特性。目前，对复合钙钛矿型化合物性能的改善主要涉及新型A或B位离子的复合、高活性原料的选取及湿化学方法的应用等方面。为了达到提高介质材料的介电常数和降低材料的介电损耗，调节陶瓷体系居里峰的位置及其宽度，从整体上提高材料的介电性能的目的。本文将主要通过掺杂元素锆来提高材料的介电常数，又通过掺杂稀土元素钇来降低材料的介电损耗，同时两种元素的掺杂来降低体系相变温度和介电性能随温度变化。本论文采用固相法制备锆钛酸钡及钇掺杂锆钛酸钡，采用XRD

3、、SEM等方法对粉体和陶瓷的相组成、微观形貌进行表征，并测试了陶瓷的介电性能。本论文的主要内容包括：一、锆钛酸钡的制备及介电性能研究：以碳酸钡、氧化钛和氧化锆为原料，采用固相法制备锆钛酸钡，通过XRD对锆钛酸钡进行表征。研究了锆含量、煅烧温度对粉体的影响。结果表明：锆含量x=0．25时，煅烧温度1300。C／2h粉体性能较好。二、钇掺杂锆钛酸钡的制备及介电性能研究：随着钇掺杂量的增加，居里温度先增大后减小，在掺杂量在0．05at％时，有最高的居里温度．6℃，当掺杂量高于0．05at％时，居里温度向低温方向移

4、动。关键词：锆钛酸钡掺杂三氧化二钇介电性能居里温度ABSTRACTBariumtitanatedielectricceramicscontainingBaTi03orBaTi03solidsolutions勰majorcrystalphasehavehi}ghdielectricconstant，goodFerroelectric，piezoelectric，oltage-resistant，insulationcapabilities，Barium—titanateceramics，whichhavebe

5、endevelopedinseveraldecadesyears，areoneofthemostimportantfunctionalceramicsandused嬲onekindofthemostimportantmaterialsincapacitormanufacturing．Andtheyhavefoundextensiveapplicationinmanyfieldssuchaselectroics，calorifics，optics．Theresearchofpreparationandprop

6、ertiesofbarium-titanatehasbeenafocalpointinthefieldofinorganicsolidchemistrysincetheexcellentdielectricpropertiesofbarium—titanatewerediscoveredin1940s．However,theresearchofbarium-titanatewasbeganonlyinrecentyearsinourcountryandthereisalotofworktodo．Barium

7、titanateisakindcompoundofsimpleperovskitelattice．ButthecompoundexistingasmonocaSehaslargedielectricloss，makingitunabletomeettherequestofapplication．Sofrequentlyitisusedinsolidsolutionorbyaddingimpuritytoimproveitsdielectriccapacity．Andthatiswhytherearemore

8、researchestocomplexperovskitelattice．CurrentlythecapacityimprovementtocompoundsofcomplexperovskitelatticearefocusingonincorporationinbothA-sitesandB—sites，choosinghighactiverawmaterialsandtheapplicationsofwet