钛酸锶钡(Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3)电介质陶瓷制备及介电性能研究

钛酸锶钡(Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3)电介质陶瓷制备及介电性能研究

作者:师大云端图书馆 时间:2019-06-26 分类:硕士论文 喜欢:3608
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【摘要】钛酸锶钡(Ba1-xSrxTiO3,BST)是一种重要的电介质材料,属于钙钛矿结构,它是由钛酸钡(BaTiO3)和钛酸锶(SrTiO3)形成的完全固熔体,具有较高的绝缘电阻、低的介电损耗(高频及低频下)和较高的介电常数温度稳定性。而且其介电性能可随锶(x)含量的改变而变化,当x小于0.5时,相变属一级相变,当x大于0.5时,相变属二级相变,并且此时相变是弥散性的,随着x的增大弥散性也随之增大。它被广泛应用于制作体积小、容量大的微型电容器、多层基片、各种传感器、半导体材料、敏感元件和电子计算机的记忆元件等。BST粉体的粒度对BST陶瓷的介电性能影响显著,纳米级的BST可提高BST陶瓷的介电性能。BST纳米粉体在合成和制备BST陶瓷过程中极易发生团聚,从而降低了BST陶瓷介电性能的发挥。本实验以乙酸钡、乙酸锶和钛酸丁酯为主要原料,采用溶胶-凝胶方法合成BST纳米粉体,通过引入表面活性剂使其在颗粒表面吸附,改变颗粒表面的性质,从而改变颗粒与液相介质、颗粒与颗粒间的相互作用,使纳米粉体得以分散。利用XRD、DTA、SEM手段测定了干凝胶反应阶段及BST纳米粉体的物相组成以及颗粒形貌、尺寸,分析了形成BST凝胶的影响因素;利用红外光谱仪(FT-IR)研究了表面活性剂在合成BST纳米粉体过程中的作用,并重点考察了表面活性剂对BST纳米粉体性能的影响。并将制得的BST超细粉体压制成型,在1250℃~1300℃温度下进行烧结,得到BST陶瓷,采用TH2818复阻抗测试仪对其介电性能进行了初步研究。研究结果表明,钛、锶的混合溶胶在pH<3时稳定,溶胶可以长时间稳定放置,pH>6时不稳定,易出现沉淀,pH值在3-6之间在不同的的温度下均能成功形成凝胶,与反应机理相符,且pH值为4.5是凝胶时间最短;其介电性能可随锶(x)含量的改变而发生相变。当x达到一定值时相变是弥散性的,随着x的增大弥散性也随之增大。而x=0.4是晶体结构从四方相向立方相转变的临界点,性能稳定,这是制备Ba0.6Sr0.4TiO3的原因;在制备溶胶的过程中,加水量直接影响凝胶的时间和质量,进而对产品的粒度、性能产生一定影响。样加水量少,醇盐分子被水解的烷氧基团少,水解的醇盐分子间的缩聚容易形成低交联度的产物。反之,则易成为高度联交的产物。通过测试,摩尔比R=[H20]:[Ba2+]=40为最佳。
【作者】郑亚敬;
【导师】马铁成;
【作者基本信息】大连工业大学,材料学,2008,硕士
【关键词】钛酸锶钡;溶胶-凝胶法;纳米粉体;粒度;表面活性剂;介电性能;

【参考文献】
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