釔摻雜鈦酸鍶鋇高介電陶瓷的電性能研究.pdf

1、本文利用固相反應(yīng)法制備出Y2O3摻雜的xY2O3-Ba0.8Sr0.2TiO3（簡(jiǎn)稱YBST）高介電弛豫鐵電材料。當(dāng)O≤x≤1.2％，XRD研究表明YBST陶瓷材料在室溫下均呈現(xiàn)單純的四方相鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，Y2O3的摻入并未改變母體材料的物相結(jié)構(gòu)。Y2O3在BST中形成連續(xù)固溶體，且Y3+離子在BST陶瓷中交替的進(jìn)行A位或B位取代。當(dāng)Y2O3的摻雜量在0.7％≤x≤0.9％范圍內(nèi)時(shí)，SEM分析表明陶瓷材料的晶粒呈明顯雙分布狀態(tài)，小晶粒填充于

2、大晶粒之間，結(jié)構(gòu)緊密，平均晶粒尺寸大；材料的介電常數(shù)極高，介電損耗小，溫度穩(wěn)定性好。特別是x=0.85％時(shí)，材料在1kHz的介電常數(shù)高達(dá)1.2×105，介電損耗tgδ<0.07。但此范圍內(nèi)材料的介電峰隨著頻率的降低向高溫方向移動(dòng)，這與CCTO等高介電材料的弛豫特性相反，由此介電損耗譜計(jì)算出的弛豫活化能為負(fù)值。
　　 在0.7％≤x≤0.9％范圍內(nèi)，Y2O3的摻雜對(duì)Ba0.8Sr0.2TiO3材料的彌散性和弛豫性能有明顯改善，材料

3、的臨界指數(shù)γ趨近于2。XPS分析表明：在此范圍內(nèi)Ti4+和O2-發(fā)生變價(jià)，即Ti4+有部分變價(jià)為Ti3+，O2-有部分變價(jià)為O-，且有大量的氧空位產(chǎn)生，使得晶粒半導(dǎo)化。半導(dǎo)化的晶粒和絕緣的晶界會(huì)形成內(nèi)部阻擋層電容器結(jié)構(gòu)（即internal barriers layerscapacitor，IBLC），因此xY2O3-Ba0.8Sr0.2TiO3（0.7％≤x≤0.9％）的高介電現(xiàn)象主要可以用具有Maxwell-Wagner界面弛豫特性的