高介BaTiO3基鐵電陶瓷性能研究.pdf

1、具有ABO3型鈣鈦礦結構的BaTiO3材料是重要的電子材料之一，具有較高的介電常數(shù)，良好的鐵電、壓電性能，主要用于制造高容多層電容器、多層基片、各種傳感器、半導體材料和敏感元件。對BaTiO3材料的研究主要集中在制備工藝、尺寸效應、改善溫度穩(wěn)定性以及提高介電常數(shù)等方面。近年來，隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展以及對環(huán)境保護的認識，BaTiO3無鉛陶瓷材料越來越受到人們的重視。本論文以Ba(Ti0.82Zr0.18)O3陶瓷為基體，選取Ca2+替代

2、A位，詳細研究了Ca2+對陶瓷結構、介電和鐵電性能的影響。并以Ba0.92Ca0.08(Ti0.82Zr0.18)O3為研究對象，研究了Nd3+、Y3+、Mn4+單摻以及復合摻雜Ba0.92Ca0.08(Ti0.82Zr0.18)O3陶瓷的微觀結構、介電性能和鐵電性能。
　　 針對上述研究內容，采用固相反應法制備各陶瓷樣品，實驗結果及討論如下：
　　 1、Ba1-xCax(Ti0.82Zr0．18)O3陶瓷Ca2+摻雜量

3、為0.16時陶瓷出現(xiàn)第二相CaTiO3，四方率c/a隨Ca2+-摻雜量的增加先減小再增大，當x=0.06時達到最小值1.00276:隨Ca2+摻雜量的增加，晶粒得到細化，居里溫度Tc向低溫方向移動，介電峰被壓低并展寬，且逐漸呈現(xiàn)鐵電彌散性；隨Ca2+摻雜量的增加，剩余極化強度Pr先增大后減小，矯頑場強Ec變化不明顯，x=0.08時，剩余極化強度Pr達到最大值9.1229μC.cm-2。
　　 2、隨著Nd3+摻雜量的增加，(Ba

4、0.92- xCa0.08Ndx)(Ti0.82Zr0.18)O3陶瓷晶粒逐漸細化，Tc向低溫方向移動，介電峰逐漸被壓低并展寬，陶瓷呈現(xiàn)鐵電彌散性，Pr和Ec先增大后減小。隨Y3+摻雜量的增加，Ba0.92Ca0.08(Ti0.82- xZr0.18Yx)O3陶瓷氣孔減少，致密性提高，晶格常數(shù)a、c呈W型變化，Tc處介電常數(shù)先增大再減小，x=0.0075時εr達到最大值18667,介電峰逐漸被壓低并展寬，Tc先增大再減小，x≥0.007

5、5時出現(xiàn)明顯的弛豫現(xiàn)象；耐壓強度隨Y3+摻雜量的增加先增大后減小，當x=0.001時達到6.4Kv/mm。
　　 3、隨著Mn4+摻雜量的增加，(Ba0.92Ca0.08)(Ti0.82- xZr0.18Mnx)O3陶瓷Tc處的介電常數(shù)略增大再減小，Tc向低溫方向移動，Pr和Ec逐漸減??；隨著Mn4+摻雜量的增加，(Ba0.9175Ca0.08Nd0.0025)(Ti0.8175- xZr0.18Y0.0025Mnx)O3陶瓷T