钛酸锶钡电介质陶瓷的制备及其性能的研究

【摘要】钛酸锶钡(Ba1-xSrxTiO3，BST)超细粉体是一种重要的电子陶瓷材料，具有优良的光、电、磁性能，广泛用于电容器、电光器件、铁电存储器等电子元件的制备。它兼有钛酸钡（BaTiO3）高介电常数，低介电损耗和钛酸锶（SrTiO3）抗疲劳的特点，具有优良的电学性能。本论文通过草酸盐沉淀法和微乳液法制备了Ba0.6Sr0.4TiO3粉体，并将其烧结成Ba0.6Sr0.4TiO3电介质陶瓷。使其具有高致密度、低气孔率、高介电常数及低介电损耗等特性。并通过Dy2O3的掺杂优化其介电性能。采用草酸盐沉淀法，以硝酸锶、硝酸钡、钛酸丁酯和草酸为原料，Dy2O3为掺杂剂，制得了Ba0.6Sr0.4TiO3粉体，并在1100℃～1280℃下将其烧结成Ba0.6Sr0.4TiO3系电介质陶瓷。利用扫描电镜、X射线衍射及TH2818自动元件分析仪等对Dy2O3掺杂量为0wt%～2wt%的Ba0.6Sr0.4TiO3粉体及陶瓷的微观结构和介电性能进行研究。结果表明：Dy2O3的掺杂没有影响到BST陶瓷的主晶相钙钛矿结构，且一定量的Dy3+离子进入到BST晶格中。Dy3+的掺杂能使BST陶瓷晶粒减小，致密度提高，并在一定程度上降低了BST陶瓷的烧结温度。BST陶瓷的介电损耗随着Dy3+掺杂量的增加而逐渐减小，介电常数随着Dy3+掺杂量的增加呈现先增大后减小的趋势。在频率为60kHz，温度为12℃的测试条件下，Dy3+掺杂量为0.5wt%时，Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷的综合性能最佳：结构最致密，介电常数最高：εr=5768.64，介电损耗较小：tanδ=1.18×10-4。选用水/曲拉通X-100/正己醇/环己烷反相微乳液体系，硝酸锶、硝酸钡、钛酸丁酯和草酸为原料，采用反相微乳液法制备Ba0.6Sr0.4TiO3粉体。利用扫描电镜、X射线衍射及TH2818自动元件分析仪等对Ba0.6Sr0.4TiO3粉体及陶瓷的微观结构和介电性能进行研究。结果表明：微乳液法制备的BST粉体晶粒比草酸盐沉淀法制备的BST粉体晶粒明显减小，其晶粒为针状结构，粒径长约3~5μm，直径约300~500nm。利用该粉体制备出的陶瓷介电常数较小，εmin=2231.65，但介电损耗偏大。
【作者】李雨珖；
【导师】马铁成；刘贵山；
【作者基本信息】大连工业大学，材料物理与化学，2010，硕士
【关键词】草酸盐沉淀法；微乳液法；介电常数；介电损耗；Dy2O3掺杂；

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