環(huán)保型BaTiO-,3-基陶瓷介質(zhì)的摻雜與介電性能的研究.pdf

1、本文以具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的BaTiO3基陶瓷作為研究對象，分別研究了Sm2O3摻雜對(BaxSr1-x)TiO3、Ba(SnxTi1-x)O3和Ba(ZrxTi1-x)O3陶瓷與介電性能的影響，以及Y2O3和NiO摻雜對(BaxSr1-x)TiO3陶瓷微觀結(jié)構(gòu)與介電性能的影響。通過對試樣微觀結(jié)構(gòu)和介電特性的研究，揭示了Sm2O3、Y2O3和NiO在BaTiO3基陶瓷中的摻雜機理。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：
　　 Sm2O3和Y2O3在(BaxS

2、r1-x)TiO3陶瓷中，隨著摻雜量的增加，Sm3+和Y3+有一個優(yōu)先取代位置，也就是在它們摻雜的起始階段，Sm3+和Y3+主要進入晶格A位位置，而在其摻雜量超過某個量之后，則以進入晶格B位位置為主，這種優(yōu)先取代結(jié)果導(dǎo)致試樣晶胞參數(shù)a隨摻雜量的增加先減小后增大，試樣介電常數(shù)先增大后減小。兩者都能使試樣介電損耗得到改善，尤其是當(dāng)Y3+摻雜量為1.0 mol％時，試樣介電損耗降低到0.0015。兩者摻雜結(jié)果的顯著不同在于Y3+摻雜使試樣表現(xiàn)

3、出了彌散相變特性，而Sm3+摻雜卻沒有。
　　 當(dāng)NiO被添加到(BaxSr1-x)TiO3陶瓷中時，只有一少部分Ni2+離子進入晶格的B位取代Ti4+離子，導(dǎo)致試樣晶格參數(shù)輕微增加，之后NiO主要在晶界附近聚集，形成BST/NiO復(fù)合材料。試樣介電常數(shù)隨NiO摻雜量的增加而下降，介電溫譜顯示含Ni試樣具有彌散相變特性，且隨摻雜量的增加，效果越明顯，這也使試樣介電溫譜得到了很大改善。
　　 Sm2O3的加入并不改變BTS

4、10和BZT20陶瓷的主晶相結(jié)構(gòu)，與空白試樣相比，摻雜微量Sm3+會使晶粒尺寸下降。隨著Sm2O3摻雜量的增加，BTS10和BZT20陶瓷試樣介電常數(shù)先增大后減小，當(dāng)試樣介電常數(shù)最大時，其介電損耗也最高。BTS10和BZT20陶瓷試樣Tm和Sm2O3摻雜量之間的變化規(guī)律大致相似，不同點在于BTS10陶瓷的Tm在Sm2O3摻雜起始階段并不改變。
　　 摻雜Sm2O3的BTS10和BZT20陶瓷試樣均具有彌散相變特性，但二者有兩點明