晶粒尺寸对钛酸钡陶瓷的介电性能影响的研究

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1、西华大学硕士学位论文晶粒尺寸对钛酸钡陶瓷的介电性能影响的研究材料学专业研究生罗光华指导老师丁士华教授摘要同大晶粒的钛酸钡陶瓷相比，纳米钛酸钡粉制备的小晶粒钛酸钡陶瓷的性能出现了很大的变化，其介电常数甚至可以达到数倍，关于这方面的文献报道很多。如果我们能够进行相关纳米粉粒及纳米陶瓷的研究、应用、开发，就有可能引起一场铁电材料的革命。以钛酸丁脂和乙酸钡作为原料，采用溶胶．凝胶法制备钛酸钡粉体。分析了水的加入量和加热温度对制备过程的影响。实验表明加热温度在40℃左右能获得最小粒径钛酸钡粉体；随着水的增加，制备的钛酸钡的粒径先减小后增大，在水和Ti的摩尔比为1；10左右可以获得最小的

2、粒径。采用了普通的固相烧结法和两段式烧结法烧结钛酸钡陶瓷。改变烧结的最高温度和保温时间，获得了晶粒尺寸在0．557-142．和m的钛酸钡陶瓷。研究了晶粒大小不同的钛酸钡陶瓷随频率变化(1Hz-1MHz)时介电常数和损耗的变化；在温度变化范围为．30"C-140"(2之间，频率分别为IKHz、5KHz、10KHz、50KHz、100KHz、500KHz和1MHz时钛酸钡陶瓷介电常数和损耗的变化；分析了钛酸钡陶瓷的电滞回线随晶粒尺寸大小的变化规律以及其压电系数与晶粒尺寸的关系，并总结了钛酸钡陶瓷晶粒尺寸效应对钛酸钡陶瓷性能的影响。实验结果表明，在IKHz时钛酸钡陶瓷的介电常数随晶

3、粒尺寸增加先增加后减小，同时，损耗开始减小。O．55和m和1．1169m的钛酸钡陶瓷出现了弥散现象以西华大学硕士学位论文及铁电宽温区效应。BaTi03陶瓷的特征温度和压电性能也表现了尺寸效应。电滞回线分析表明，小晶粒的钛酸钡陶瓷的电滞回线相对“窄”而“平”，当钛酸钡陶瓷的晶粒尺寸小于1．1169m时，其矫顽场随着晶粒尺寸的增加而增加，当晶粒尺寸大于1．116／zm时，矫顽场随着晶粒尺寸的增加而减小。关键词：钛酸钡，溶胶一凝胶法，尺寸效应，烧结，介电常数n——一一些竺盔堂堡主堂垡堡壅Researchtotheinfiuenceofdielectricperformanceofc

4、eramicBaTi03bygrainsizeeffectMaterialsciencePostgraduateLUOguanghuaSupervisorDINGshihuaProfessorManyreportsexistintheliteraturewhichindicatethatBaTi03，whenpreparedasapowderwithsmallparticlesizeorasapolycrystallincceramicwithsmallgrainsize，displaysdramaticdeviationsincrystalstructureandelect

5、ricalproperties，comparedwithformsinvolvinglargecrystallitesize．Specifically，thedielectricconstantswithfinegrainsizewillbemultiplestoroughgrainsize．Itwillbearevolutioninferro-materialsifworklikestudy，application，developmentisdone．Thenanopowdersofbariumtitanatewithauniformcompositionstructure

6、arefabricatedbysol-gelprocessing．Theeffectofdifferentdosisofwateraddingtoreactionprocessandheatingtemperatureintheprocessingofbariumtitanatebysol·gelprocessingwasinvestigated．．ItindicatedthatwhentheratioofTi“towateris1：10，andtheheatingtemperatureis40℃．wecangetthepowdersofbariumtitanatewiths

7、mallsize．Bychangingthehighestsinteringtemperatureandinsulationtime，thegrainsizeofBaTi03ceramicswillbe0．557to142．4口mwiththeconventionalsolid-stageprocessingandtwo·stagesintering．Thedielectricconstantsanddissipationofbariumtitanateceramicswereinvestigateda