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钛酸锶钡(BST)是一种由钛酸钡和钛酸锶形成的完全固溶体,具有高介电常数、低介电损耗、介电性能温度稳定性、高的挠曲电系数等优点,受到广泛的关注。因此,研究钛酸锶钡材料有着重要的意义。 本文采用固相法合成BST粉体。BST陶瓷样品烧结温度为1200℃~1260℃且保温2小时。本文主要研究在不同温度下Y2O3、 La2O3和La2O3、Y2O3共掺杂对BST陶瓷样品结构和介电性能的影响,同时研究了不同测试频率对BST陶瓷样品的介电性能的影响,以及Y2O3掺杂和样品厚度等因素对BST陶瓷样品的挠曲电系数的影响。研究发现: 当掺杂量较低时,样品无杂峰,在室温呈单相四方钙钛矿结构。当烧结温度为1260℃时,陶瓷样品致密度达到最高,共掺含量为0.1%La2O3-0.1%Y2O3时,其致密度最大达到96.3%。研究不同烧结温度下Y2O3、 La2O3和La2O3、Y2O3共掺杂对BST陶瓷样品的介电性能的影响,结果表明:随着烧结温度升高,BST陶瓷样品的介电常数增加;同一温度下,随着掺杂量的增加,其介电常数先增加后减小,介电损耗先减小后增加;当烧结温度为1260℃、掺杂物质为0.1%La2O3-0.1%Y2O3时,样品的介电常数最大,为4950;当烧结温度为1230℃,掺杂物质为0.4%Y2O3时,样品的介电损耗最小,为0.00201。 对于烧结温度为1260℃的样品,随着频率的增加,介电常数降低,而介电损耗增加;掺杂有利于提高BST陶瓷材料的高频率稳定性,离子掺杂为0.4%La2O3时,其高频稳定性较好。从0.1%La2O3-x%Y2O3掺杂BST陶瓷的介电性能随温度的变化曲线图可以看出,Y3+可以造成介电峰向温度高处偏移,在一定程度上起到移峰的作用。通过对烧结温度为1230℃的BST陶瓷材料挠曲电系数研究发现:在低频下,发现测试频率对其挠曲电系数有一定的影响;等效压电应变常数deff33会随着样品的厚度增加而迅速减小,说明挠曲电效应存在明显的尺寸效应;随着Y2O3掺杂量的增加,挠曲电系数先增加后减小,而且挠曲电系数随着介电常数的增大而增大,在Y2O3掺杂量为0.1%时,其纵向挠曲电系数μ11和横向挠曲电系数μ12均最大,分别为7.39μC/m和6.91μC/m。