鈦酸鍶鋇的制備及其介電、撓曲電性能的研究.pdf

1、鈦酸鍶鋇(BST)是一種由鈦酸鋇和鈦酸鍶形成的完全固溶體，具有高介電常數(shù)、低介電損耗、介電性能溫度穩(wěn)定性、高的撓曲電系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)，受到廣泛的關(guān)注。因此，研究鈦酸鍶鋇材料有著重要的意義。
　　本文采用固相法合成BST粉體。BST陶瓷樣品燒結(jié)溫度為1200℃～1260℃且保溫2小時(shí)。本文主要研究在不同溫度下Y2O3、 La2O3和La2O3、Y2O3共摻雜對(duì)BST陶瓷樣品結(jié)構(gòu)和介電性能的影響，同時(shí)研究了不同測(cè)試頻率對(duì)BST陶瓷樣品的介電

2、性能的影響，以及Y2O3摻雜和樣品厚度等因素對(duì)BST陶瓷樣品的撓曲電系數(shù)的影響。研究發(fā)現(xiàn):
　　當(dāng)摻雜量較低時(shí)，樣品無雜峰，在室溫呈單相四方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。當(dāng)燒結(jié)溫度為1260℃時(shí)，陶瓷樣品致密度達(dá)到最高，共摻含量為0.1％La2O3-0.1％Y2O3時(shí)，其致密度最大達(dá)到96.3％。研究不同燒結(jié)溫度下Y2O3、 La2O3和La2O3、Y2O3共摻雜對(duì)BST陶瓷樣品的介電性能的影響，結(jié)果表明:隨著燒結(jié)溫度升高，BST陶瓷樣品的介電常數(shù)

3、增加;同一溫度下，隨著摻雜量的增加，其介電常數(shù)先增加后減小，介電損耗先減小后增加;當(dāng)燒結(jié)溫度為1260℃、摻雜物質(zhì)為0.1％La2O3-0.1％Y2O3時(shí)，樣品的介電常數(shù)最大，為4950;當(dāng)燒結(jié)溫度為1230℃，摻雜物質(zhì)為0.4％Y2O3時(shí)，樣品的介電損耗最小，為0.00201。
　　對(duì)于燒結(jié)溫度為1260℃的樣品，隨著頻率的增加，介電常數(shù)降低，而介電損耗增加;摻雜有利于提高BST陶瓷材料的高頻率穩(wěn)定性，離子摻雜為0.4％La2O

4、3時(shí)，其高頻穩(wěn)定性較好。從0.1％La2O3-x％Y2O3摻雜BST陶瓷的介電性能隨溫度的變化曲線圖可以看出，Y3+可以造成介電峰向溫度高處偏移，在一定程度上起到移峰的作用。通過對(duì)燒結(jié)溫度為1230℃的BST陶瓷材料撓曲電系數(shù)研究發(fā)現(xiàn):在低頻下，發(fā)現(xiàn)測(cè)試頻率對(duì)其撓曲電系數(shù)有一定的影響;等效壓電應(yīng)變常數(shù)deff33會(huì)隨著樣品的厚度增加而迅速減小，說明撓曲電效應(yīng)存在明顯的尺寸效應(yīng);隨著Y2O3摻雜量的增加，撓曲電系數(shù)先增加后減小，而且撓曲電