溫度穩(wěn)定型鈦酸鋇基陶瓷的制備、結(jié)構(gòu)及性能研究.pdf

1、本文采用 X-射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、差熱分析儀(DSC)、阻抗分析儀(LCR)等分析儀器,系統(tǒng)研究了Bi3TiNbO9(簡稱BTN)、稀土、K0.5Na0.5NbO3(簡稱KNN)及BiNbO4-B2O3-SiO2(簡稱BBS)玻璃粉摻雜對BaTiO3(簡稱BT)系統(tǒng)的燒結(jié)特性、晶體結(jié)構(gòu)、介電性能的影響。結(jié)果如下:
　　系統(tǒng)研究BTN摻雜對BT陶瓷晶體結(jié)構(gòu)及介電性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),摻雜BTN的 BaTi

2、O3陶瓷能降低燒結(jié)溫度,促進陶瓷的燒結(jié)致密化,改善 BT陶瓷的介電溫度穩(wěn)定性。摻雜2.0mol％ BTN的BT陶瓷性能相對最優(yōu),其室溫介電常數(shù)εr和介電損耗tgδ分別為1884和0.0183,體積電阻率為2.09×1012Ω.cm,在-55℃、125℃和150℃的電容變化率分別為-7.17%、37.57%和18.91%,不符合EIA X7R標(biāo)準(zhǔn)。在BT-BTN基礎(chǔ)上進一步研究稀土氧化物的摻雜對其晶體結(jié)構(gòu)、燒結(jié)特性及介電性能的影響。結(jié)果表

3、明:稀土氧化物Er2O3的摻雜可使四方率c/a值降低,導(dǎo)致居里點向低溫端移動,起到移峰和展峰的作用。1230℃燒結(jié)時,摻雜1.0 mol% Er2O3的BT-BTN陶瓷,其室溫介電常數(shù)εr和介電損耗tgδ分別為3494和0.011,體積電阻率為1.82×1011Ω.cm,在-55℃、125℃和150℃的電容變化率分別為-12.7%、14.9%和-17.6%,根據(jù)“順時針效應(yīng)”,該陶瓷樣品有望制備滿足X8R標(biāo)準(zhǔn)的多層電容器陶瓷。
　

4、　系統(tǒng)研究了KNN摻雜BT系統(tǒng)的微觀形貌、燒結(jié)特性及介電性能,研究發(fā)現(xiàn), KNN的摻雜改善了BT陶瓷的燒結(jié)性能。在BT陶瓷中摻雜3~5mol%KNN可以使居里峰平坦和寬化,顯著改善介電性能。KNN摻雜量為3.0mol%,1300℃燒結(jié)的 BT樣品的介電性能相對最優(yōu)。其室溫介電常數(shù)和介電損耗分別為3706和0.0131,體積電阻率為1.48×1010ρ/Ω.cm,在-55℃、125℃和150℃電容變化率分別為-2.71%、-4.03%和-

5、27.38%,符合EIA X7R標(biāo)準(zhǔn)。
　　在初步獲得 X7R型 BT-KNN基礎(chǔ)上添加 BBS玻璃粉,研究 BBS玻璃粉對BT-KNN系統(tǒng)的微觀形貌和介電性能的影響。結(jié)果表明:摻雜BBS的 BTKNN陶瓷有第二相Bi4B2O9、BaTi5O11析出,析出的第二相有助于壓低并展寬介電峰。BBS的摻雜明顯降低BT-KNN樣品的燒結(jié)溫度。隨著BBS摻雜量的增加,介電常數(shù)不斷下降,電容變化率減小,表明BBS具有抑制介電峰的作用。BBS的