BaTiO3-Bi(Me)O3基無(wú)鉛介電陶瓷的電學(xué)性能研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子器件逐步向小型化﹑高容量化發(fā)展。這使得我們對(duì)電子材料提出了更高的要求。鈣鈦礦型功能陶瓷憑借其優(yōu)異的電學(xué)性能而受到廣泛的研究和應(yīng)用，如：傳感器，電容器，超聲換能器，濾波器等。BaTiO3鈣鈦礦陶瓷具有較高的介電常數(shù)和環(huán)境友好特性，被認(rèn)為是取代鉛基功能陶瓷的候選材料之一。然而純的BaTiO3陶瓷材料在130oC、0oC和-90oC相變點(diǎn)附近的介電常數(shù)存在著異常波動(dòng)而且燒結(jié)溫度高達(dá)1400oC，這使得BaTiO3陶

2、瓷材料在工業(yè)應(yīng)用上受到了很大的限制。因此發(fā)展一類具有高介電性能同時(shí)又能夠滿足電子元件要求的BaTiO3基鈣鈦礦材料尤為重要。近年來(lái)，由于 BiMeO3鈣鈦礦材料能夠有效的提高 BaTiO3材料的介電性能又能夠降低陶瓷的燒結(jié)溫度而受到廣泛的關(guān)注這里Me可以是Al3+、Y3+、(Zn1/2Ti1/2)3+、(Mg1/2Zr1/2)3+等三價(jià)化合物。
　　本文利用摻雜改性的思想，通過(guò)傳統(tǒng)兩步固相燒結(jié)法來(lái)制備了：(1-x)BaTiO3-x

3、Bi(Li1/3Zr2/3)O3(BT-BLZ)、(1-x)BaTiO3-xBi(Li3/5W2/5)O3(BT-BLW)、(1-x)BaTiO3-Bi(Ni2/3Nb1/3)O3(BT-BNN)、(1-x)BaTiO3-Bi(Mg2/3V1/3)O3(BT-BMV)、(1-x)Ba0.8Ca0.2TiO3-xBi(Mg0.5Zr0.5)O3(BCT-BMZ)陶瓷樣品，并且系統(tǒng)研究了陶瓷樣品的顯微結(jié)構(gòu)、相結(jié)構(gòu)以及電學(xué)性能。通過(guò)對(duì)陶瓷樣品

4、的結(jié)構(gòu)與性能研究測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，隨著摻雜劑含量的增加 BT-BLZ、BT-BLW、BT-BNN、BT-BMV、BCT-BMZ陶瓷樣品的相結(jié)構(gòu)逐漸由四方相向偽立方相過(guò)渡。通過(guò)添加適量的摻雜劑，陶瓷樣品在比較寬的溫度范圍內(nèi)具有較大介電常數(shù)，較小介電損耗和穩(wěn)定的介電性能。當(dāng)x=0.1時(shí)，(1-x)BT-xBLZ陶瓷樣品從-70oC到144oC溫度范圍擁有穩(wěn)定的介電常數(shù)(Δε/ε25℃≤±15％)，較小的介電損耗(<2%)。此外BLW摻雜的BT的介

5、電性能也得到了提高。0.9BT-0.1BNN陶瓷樣品，從室溫到160oC具有較大的介電常數(shù)（1000-1100）和較低的介電損耗(<2%)，介電常數(shù)隨溫度的變化率△ε/ε27℃≤±15%。(1-x)BT-xBMV陶瓷樣品在 x=0.2時(shí)，介電常數(shù)的穩(wěn)定性獲得了很大的提高。在25-300oC溫度范圍內(nèi)，介電常數(shù)隨溫度變化率（△ε/ε25℃）小于±15%。BCT-BMZ陶瓷樣品當(dāng)組分增加到x=0.3時(shí)，相變峰基本被壓平，陶瓷樣品取得較好的介