Dy掺杂BaTiO3陶瓷的制备及其介电性能

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1、邢素娥等：Dy掺杂BaTiO3陶瓷的制备及其介电性能1311*Dy掺杂BaTiO3陶瓷的制备及其介电性能∗邢晓旭，郝素娥（哈尔滨工业大学应用化学系，黑龙江哈尔滨150001）摘要：采用溶胶凝胶法制备了掺杂不同量Dy2O3(掺2实验过程杂摩尔分数分别为：0.001,0.002,0.003,0.005,0.007)的BaTiO3陶瓷，并对其介电性能的变化进行了研究。2.1稀土掺杂BaTiO3陶瓷的制备结果表明：Dy2O3掺杂使BaTiO3陶瓷的电阻率明显降按摩尔比为钛酸四丁酯：醋酸钡：DyO=1∶1∶0，23低，当添加量为0.005mol时，电阻率最小，为4.19

2、0.001，0.002，0.003，0.005，0.007的比例，准确称8×10Ω·m。Dy2O3掺杂使BaTiO3陶瓷的介电性能取Ba(Ac)2粉末溶于蒸馏水中。分别准确称取Dy2O3在不同掺杂量和不同频率下发生了明显变化，掺杂量粉末溶于浓盐酸中，并定量加入到配好的Ba(Ac)2水为0.001mol、0.002mol时，BaTiO3陶瓷的介电特性溶液中，准确称取钛酸四丁酯溶于适量正丁醇中，搅和频率特性得到明显改善，在频率为1000Hz时介电拌，滴入冰醋酸，以≤12滴/分的速度滴入掺杂Dy2O3性能相对较好。Dy2O3掺杂使BaTiO3陶瓷的介电温谱的Ba(A

3、c)2水溶液，并用冰醋酸调节溶液pH=3.5，放有所展宽，且Curie温度有所降低，交流电导随着温置24h，捣碎，在80℃干燥24h，研细，即可得到白度的升高而增大，并在Curie点附近达到最高。色干凝胶粉末。将此粉末于800℃煅烧2h，即可到关键词：镝；钛酸钡；介电性能Dy2O3掺杂的BaTiO3纳米粉末。进行压制成型，并于+++中图分类号：O614.233；O614.335；O614.4111300℃进行烧结，可得到Dy2O3掺杂的BaTiO3陶瓷。文献标识码：A2.2性能测试文章编号：1001-9731（2004）增刊采用日本理学D/max-γβ型X射线

4、衍射仪测试了陶瓷的组成结构，测试条件：Cu阳极，石墨单色1引言器，电压40kV，电流50mA；采用HP4275A阻抗分钛酸钡是在研究高介电系数钛酸盐陶瓷的过程析仪测试了Dy2O3掺杂BaTiO3陶瓷的介电常数及介6电损耗，测试条件：频率1kHz～10Hz,电压0.5V；中偶然发现的。许多陶瓷电容器、传感器、陶瓷热敏元件都是以BaTiO3作为基础材料。但纯钛酸钡的介采用TR-8401振簧式静电计测试了Dy2O3掺杂电性能很不理想，尤其温度稳定性不好。随着科学技BaTiO3陶瓷的直流电阻率，测试外加电压1.5V。术的发展，对电容器的性能指标要求越来越高。在改3结果

5、与讨论进介电性能方面，要求材料的损耗要低，介电常数的稳定性要好。已有研究表明实现这一点的有效方法之3.1X射线衍射分析一是通过掺杂改性并辅以相应合适的工艺，获取高介将得到的Dy2O3改性BaTiO3陶瓷进行X射线衍[1~3]电稳定性。射分析，其衍射分析谱图如图1所示。稀土氧化物是钛酸钡介质材料最为常用的添加从图1可以看出，Dy2O3掺杂BaTiO3陶瓷的XRD剂。它在作为Curie峰的移峰剂和压峰剂方面表现出谱图与纯BaTiO3的XRD谱图（JCPDS：50620）类[4,5]了较好的效果。在轻稀土掺杂钛酸钡陶瓷已经得似，故可判断所制备的BaTiO3陶瓷在室温

6、下为四方[6~8]到了广泛和深入研究的基础上，本实验采用溶胶相，而且，Dy2O3掺杂抑制了BaTiO3陶瓷晶粒的生长，凝胶法制备重稀土镝掺杂的钛酸钡陶瓷，研究镝掺杂使晶粒尺寸变小。对钛酸钡陶瓷介电性能的影响。3.2Dy2O3掺杂对BaTiO3陶瓷电阻率的影响*基金项目：黑龙江省重点攻关项目(GB02A301)收稿日期：2003-10-13通讯作者：郝素娥作者简介：邢晓旭(1976－),女,硕士研究生,研究方向：稀土陶瓷材料1312功能材料2004年增刊（35）卷对掺杂不同量Dy2O3的BaTiO3陶瓷的室温电阻率进按照晶体化学基础，对钙钛矿结构的稳定性可用行了

7、测试，测试结果见表1。容差因子t描述，其表示式为：1/2t=(rA+rO)/2（rB+rO）式中rA,rB,rO分别代表钙钛矿结构中的A位、B3+位离子和氧离子的离子半径。就Dy离子掺杂钛酸3+钡，可计算出tA=0.82，tB=0.89，表明Dy离子掺杂，3+其A位、B位具有相近的容差因子。因此Dy离子进入A位或B位的可能性相近。但Δr/r对于A位为32.5%，B位为50%，均较高，因此可能减弱Dy2O3对BaTiO3的非铁电性固溶改性作用。图1Dy2O3掺杂BaTiO3陶瓷的X-射线衍射图Fig1XRDpatternsofDy2O3-dopedBaTiO3c

8、eramics表1Dy2O3掺杂BaT