高儲(chǔ)能密度鈮酸鹽鐵電玻璃陶瓷制備及性能研究

1、分類號(hào)密級(jí)UDC學(xué)號(hào)桂林電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文題目:目:高儲(chǔ)能密度鈮酸鹽鐵電玻璃陶瓷制備及性能研究高儲(chǔ)能密度鈮酸鹽鐵電玻璃陶瓷制備及性能研究（英文）（英文）StudyonPreparationPropertiesofNiobateFerroelectricGlassCeramicswithHighEnergyStageDensity研究生姓名:張文俊指導(dǎo)教師姓名、職務(wù)指導(dǎo)教師姓名、職務(wù):陳國(guó)華教授申請(qǐng)學(xué)科門類:工學(xué)碩士學(xué)科、?？啤I(yè)

2、:材料學(xué)提交論文日期:2011年4月論文答辯日期:2011年6月2011年6月17日萬方數(shù)據(jù)摘要II摘要本論文在BaOSrONb2O5B2O3SiO2玻璃中引入Na2O、TiO2、BaF2，采用差熱分析儀、X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡和電學(xué)性能測(cè)試儀等系統(tǒng)研究了添加氧化物、氟化物對(duì)SBN玻璃陶瓷相組成、顯微結(jié)構(gòu)、介電性能、體積電阻率、擊穿強(qiáng)度及析晶動(dòng)力學(xué)的影響規(guī)律。主要結(jié)果如下：系統(tǒng)地探討了氧化鈉對(duì)SBN玻璃陶瓷的析晶動(dòng)力學(xué)、相組成及電

3、性能的影響：氧化鈉的加入降低了玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和第一析晶放熱峰溫度(Tp1)，而第二析晶放熱峰(Tp2)則呈先降后升又降的變化。未添加氧化鈉樣品析出Ba0.5Sr0.5Nb2O6單相，氧化鈉含量為5%時(shí)Ba0.25Sr0.75Nb2O6成為主相。當(dāng)氧化鈉含量大于10%時(shí)，主晶相為Ba0.25Sr0.75Nb2O6，但同時(shí)析出NaSr1.2Ba0.8Nb5O15、Na2Ba2Si2O7和Ba3Nb10O28相；當(dāng)Na2O含量達(dá)到15m

4、ol%時(shí)，其它晶相的種類保持不變，同時(shí)析出Na2Nb8O21晶體。體積電阻率和擊穿強(qiáng)度均隨氧化鈉含量的增加而降低，介電常數(shù)隨氧化鈉含量的增加呈“N”字母變化。未添加氧化鈉試樣的擊穿強(qiáng)度最大為1500KVcm，其儲(chǔ)能密度達(dá)3Jcm3。將含5%氧化鈉的SBN玻璃陶瓷作為典型組分進(jìn)行不同溫度熱處理，所有樣品均析出Ba0.27Sr0.75Nb2O6單相，體積電阻率呈“V”字母變化。介電常數(shù)、擊穿強(qiáng)度、儲(chǔ)能密度均隨晶化溫度的升高而增大，儲(chǔ)能密度最

5、大為4Jcm3。研究了二氧化鈦對(duì)SBN玻璃陶瓷的析晶動(dòng)力學(xué)、相組成及電性能的影響：二氧化鈦的加入降低了析晶峰溫度(Tp)，但析晶活化能E則呈先升高后降低的變化；當(dāng)二氧化鈦為5%時(shí)，析晶活化能最大為359.46KJmol，動(dòng)力學(xué)參數(shù)K(Tp)為0.174。未添加二氧化鈦樣品析出Ba0.25Sr0.75Nb2O6單相，二氧化鈦含量為1%時(shí)，主晶相不變強(qiáng)度有所增加；當(dāng)二氧化鈦含量大于3%時(shí)，主晶相為Ba0.25Sr0.75Nb2O6，但出現(xiàn)第

6、二相Ba3SrNb2O9和NaBa5TiNb9O30相。介電常數(shù)和體積電阻率均隨二氧化鈦含量的增加呈先增后減的趨勢(shì)。擊穿強(qiáng)度隨二氧化鈦含量的增加而降低。未添加二氧化鈦試樣的擊穿強(qiáng)度最大為1200KVcm，其儲(chǔ)能密度達(dá)2.8Jcm3。將含5%二氧化鈦的SBN玻璃陶瓷作為典型組成，研究了不同熱處理溫度對(duì)其相組成和電性能的影響：800℃時(shí)析出Ba0.27Sr0.75Nb2O6鐵電相，850℃時(shí)析出次晶相Ba3SrNb2O9，當(dāng)晶化溫度達(dá)到95

7、0℃時(shí)，樣品中主晶相不變析出NaBa5TiNb9O30。隨著晶化溫度的升高介電常數(shù)和介電損耗均呈先升后降的變化趨勢(shì)，提高晶化溫度使擊穿強(qiáng)度降低，儲(chǔ)能密度呈“V”字母變化。研究了氟化鋇對(duì)SBN玻璃陶瓷析晶行為、相組成及電性能的影響：隨著氟化鋇含量的增加，玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和第一析晶放熱峰(Tp1)溫度呈“N”字母變化；第二析晶峰溫度(Tp2)、析晶活化能E和析晶動(dòng)力學(xué)參數(shù)K(Tp)均逐漸升高。在800℃3h900℃3h進(jìn)行熱處理，未添加