高介BaTiO3基介質(zhì)陶瓷的制備及改性研究.pdf

1、BaTiO3系陶瓷是最主要的高介材料，在濾波、旁路、穩(wěn)壓、整流及交流斷路器中得到了廣泛應(yīng)用。然而，電子工業(yè)的快速發(fā)展對(duì)電子元器件的小型化、精密化提出了更高的要求，解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵在于制備出介電常數(shù)更高的陶瓷材料。另一方面，鈦酸鋇陶瓷的優(yōu)良介電性能通常只表現(xiàn)在低頻階段（≤1 kHz），對(duì)頻率的依賴性很強(qiáng)，適用范圍因此受到了局限。針對(duì)上述問(wèn)題，本論文選取BaTiO3作為基體，采用高溫固相法對(duì)BaTiO3進(jìn)行A、B位的等價(jià)置換改性以及稀土元

2、素的摻雜改性，研究了改性離子對(duì)其結(jié)構(gòu)和介電性能的影響，旨在提高BaTiO3陶瓷在常溫下的介電常數(shù)并改善其頻率特性。
　　利用 CaTiO3的量子順電性和良好的頻率特性，制備并研究了 Ba1-xCaxTiO3（x=0~0.20）固溶體陶瓷，結(jié)果表明Ca2+的置換有效地降低了基體的介電損耗和頻率依賴性，且?guī)缀鯖](méi)有引起居里峰的寬化和居里點(diǎn)的移動(dòng)。隨 Ca2+含量的增大，材料的擊穿強(qiáng)度提高。當(dāng)x=0.15時(shí)，BCT體系表現(xiàn)出的性能最符合改

3、性目的：介電常數(shù)隨頻率的變化率Δεr/εr=7.43％，1 kHz下的介電損耗tanδ=0.012。
　　Sn4+進(jìn)入鈣鈦礦晶格的B位，會(huì)移動(dòng)材料的三個(gè)相變點(diǎn)使其逐漸合并，引起材料介電性能的顯著變化。選擇Ba0.85Ca0.15TiO3為基體，添加了5~20 mol%的Sn4+，研究發(fā)現(xiàn)Sn4+的置換明顯誘導(dǎo)了基體的彌散相變。由于相變峰的疊加，樣品在常溫下表現(xiàn)出較大的介電常數(shù)，當(dāng)Sn4+含量為11 mol%時(shí)，樣品在常溫下介電常數(shù)

4、最大（εr=11025）；當(dāng)Sn4+含量為20mol%時(shí)，樣品表現(xiàn)出極佳的頻率穩(wěn)定性（Δεr/εr=0.97%），而此時(shí)介電損耗也最?。╰anδ=0.0018）。
　　以常溫介電常數(shù)最大的Ba0.85Ca0.15Ti0.89Sn0.11O3為基體，選取稀土元素Y摻雜改性，以期進(jìn)一步提高材料的常溫介電常數(shù)。結(jié)果表明，只有Y3+的摻雜量為0.5 mol%時(shí)，基體的介電常數(shù)才得到了提高（εr=13514），此時(shí)的電荷補(bǔ)償機(jī)制主要是陽(yáng)離子