论文部分内容阅读
钛酸钡是一种典型的钙钛矿结构的铁电材料,因具有较高的介电性能而大量地用于各种电容器的制备并在许多电子器件上得到广泛的应用,材料学界对BaTiO3陶瓷材料开展了较多的研究。制备方法及掺杂改性对钛酸钡陶瓷的各项性能有较大的影响。其中高温固相反应法是最常见也是最成熟的一种方法。所以本论文采用高温固相反应法制备分别掺杂Fe-Ca、Fe-Sr、Fe-Y、Ni的钛酸钡基陶瓷.分别采用X射线衍射技术(XRD)和阻抗分析仪对陶瓷材料的相结构和介电性能进行了表征。本论文的研究内容包括以下几个方面一:Ca.Fe共掺杂钛酸钡陶瓷的制备及其相结构、介电性能研究采用固相反应法制备了Ba(1-x)CaxTi(1-y)FeyO3(x=0、0.01、0.03、0.05、0.1、0.2;y=0.05、0.1)陶瓷,研究了不同Ca掺杂量对Ba(1-x)CaxTi(1-y)FeyO3陶瓷的相结构和介电性能的影响。分别采用X射线衍射技术(XRD)和阻抗分析仪对Ba(1-x)CaxTi(1-y)FeyO3陶瓷材料的相结构和介电性能进行了表征,XRD分析结果表明:随着Ca的掺杂量的增加,Ba(1-x)CaxTi(1-y)FeyO3陶瓷的晶相由四方相逐渐转变为立方相,当Ca的掺杂量为x=0.1时,Ba(1-x)CaxTi(1-y)FeyO3完全变为六方相。Ba(1-x)CaxTi(1-y)FeyO3的相对介电常数在整体上比未掺杂Ca的相对介电常数要高,且介电损耗整体上都降低了。二:Sr、Fe共掺杂钛酸钡陶瓷的制备及其相结构、介电性能研究采用固相反应法制备了Ba(1-x)SrxTi(1-y)FeyO3(x=0、0.01、0.03、0.05、0.1、0.2;y=0.05、0.1)陶瓷,研究了不同Sr掺杂量对Ba(1-x)SrxTi(1-y)FeyO3陶瓷的相结构和介电性能的影响。分别采用X射线衍射技术(XRD)和阻抗分析仪对Ba(1-x)SrxTi(1-y)FeyO3陶瓷材料的相结构和介电性能进行了表征,XRD分析结果表明:随着Sr的掺杂量的增加,Ba(1-x)SrxTi(1-y)FeyO3陶瓷的晶相由四方相逐渐转变为立方相,Ba(1-x)SrxTi(1-y)FeyO3的相对介电常数在整体上比未掺杂Sr的相对介电常数低,但介电损耗整体呈现上升趋势。三:Y、Fe共掺杂钛酸钡陶瓷的制备及其相结构、介电性能研究采用固相反应法制备了Ba(1-x)YxTi(1-y)FeyO3(x=0.01、0.02、0.03、0.05、y=0.05;x=0.01、0.02、0.03、0.05、0.08、0.1;y=0.1)陶瓷,研究了不同Y掺杂量对Ba(1-x)YxTi(1-y)FeyO3陶瓷的相结构和介电性能的影响。分别采用X射线衍射技术(XRD)和阻抗分析仪对Ba(1-x)YxTi(1-y)FeyO3陶瓷材料的相结构和介电性能进行了表征,XRD分析结果表明:Y掺杂量少时,Y3+能够完全进入到钛酸钡晶格当中。随着Y的增加,Y3+能够同时置换A位和B位。Ba(1-x)YxTi(1-y)FeyO3陶瓷中Y含量逐渐增加,Ba(1-x)YxTi0.95Fe0.05O3试样的相对介电常数都降低。Ba(1-x)YxTi0.9Fe0.1O3试样的相对介电常数都增大。Ba(1-x)YxTi(1-y)FeyO3试样的介电损耗随x的增加而逐渐减小四:Ni掺杂钛酸钡的制备及相结构、介电性能研究采用固相反应法制备了BaTi(1-x)NixO3(x=0、0.01、0.05、0.08、0.1、0.2)陶瓷,研究了不同Ni掺杂量对BaTi(1-x)NixO3陶瓷的相结构和介电性能的影响。采用X射线衍射技术(XRD)分析了BaTi(1-x)NixO3陶瓷的相结构;采用阻抗分析仪测试BaTi(1-x)NixO3陶瓷介电性能。XRD分析结果表明:随着Ni的掺杂量的增加,BaTi(1-x)NixO3陶瓷的晶相由四方相逐渐转变为六方相,当Ni的掺杂量为x=0.1时,BaTi(1-x)NixO3完全变为六方相。随着Ni含量的增大,所有六方相的BaTi(1-x)NixO3的晶格常数都变大,且相对介电常数εr整体降低而介电损耗tanδ呈现先减小后增大的趋势。