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自从1942年Waine和Selomon发现钛酸钡陶瓷具有较好的介电性能以来,钛酸钡作为一种性能优异的铁电材料,近几十年来已发展成为一类新型现代功能陶瓷。但钛酸钡的居里温度在120℃左右,限制了其在室温下的应用。为了改善钛酸钡的室温介电性能,掺杂钛酸钡成为人们首选的研究方向。近年来,Ba(ZrTi1-x)O3的研究逐渐被人们重视,因为Zr4+要比Ti4+稳定的多,同时Ba(ZrxTi1-x)O3的居里温度可以降到室温,具有很好的应用前景。
本文在BaO-ZrO2-TiO2三元系的基础上研究了BaO-ZrO2-TiO2-Nb2O5四元系中Ba(Zr0.15Ti0.85-xNbx)O3体系材料及其附近材料的介电弛豫性能和铁电性能。以BaCO3、ZrO2、TiO2、Nb2O5为原料采用固相反应法制备了体系材料,并研究了最佳烧结工艺。在Ba(Zr0.15Ti0.85)O3陶瓷中掺铌时能起到压峰和移峰作用,在Ba(Zr0.15Ti0.85)O3中掺杂微量的铌时,可以使Ba(Zr0.15Ti0.85)O3陶瓷的介电常数最大值有轻微的增大,但再增大掺杂量时,可以起到较为明显的压峰作用。Nb的移峰效应约为-20℃/mol％。结果表明：Nb微量掺杂改性后的陶瓷在介电性能上总体都有所提高,当掺杂Nb的物质的量分数为0.2％时,介电性能的改善最为显著,介电常数在100Hz时达17000,而介电损耗最小。通过掺杂改性后,介一温特性得到不同程度的改善。Nb2O5对Ba(Zr0.15Ti0.85)O3的掺杂使材料的弛豫性能有明显的提高。这些结论补充了BaO-ZrO2-TiO2-Nb2O5四元系材料的研究,并为以后对该体系材料的研究提供了科学依据。