低温烧结BSCT-MgO复合铁电材料及其介电性能研究.pdf

_ 摘要悫了实现钛酸锶钡钙(BSCT)应用化,本文的目标是低温烧结下制备适中介电常数、低介电损耗、高可调性和介电温度稳定性好llllil 瓷材料。本课题研究MgO在BSCT-MgO复相材料的作用和机理,Mn掺杂和 B203-ZnO玻璃的掺杂对BSCTM材料的介电性能改善和低温烧结的影响。纳米 MgO粉体和共沉淀的BSCT粉体具有精细结构,采用B203-Li2C03烧结助剂i发现单一相材料在1000"C下未达到致密烧结,且含有较多的气孔。MgO III加入使复合材料气孔消失,结构变得致密。MgO增加,BSCT晶粒逐渐减小,介电常数也随之降低,居里温度向低温移动,MgO添加量为60wt%时1;;;}晶粒减誉为 ,介电常数为90,损耗维持在1 X10。3数量级,℃。950℃烧结时,BSeBlwt%MgO在室温、IkV/mm直流偏场条件下的可调性高达18%, 介电温度曲线较为平坦,这一优异性能可以与1200。C制备的纯BSCT材料的可调性20%相媲美。实现了低温烧结制备高调谐性、介温性能稳定的BSCT基铁电材料。MgO的加入,改善了高温下B203-Li20液相的粘度,提高了液相的流动性,便于扩散与传质。MgO的加入,,良好的润湿环境促使“,!|I 模式进行顺畅,晶粒更好地吸收液相传质,从而促进晶粒发育,材料致密化程度增加。BSCTM复相材料的居里温度随着Mn离子掺杂量增大向负温度移动;可调性呈先增大后减小趋势。当Mn=%时,950℃烧结的BSCT-45wt%%,实现了低温烧结制各高可调性材料的目的。BSCT-45wt%MgO材料,添加1 0wt%B203-ZnO玻璃时,1 0006(3凝结形成大量的玻璃相,破坏了BSCT中Ti离子非谐运动的连续性,导致可调性丧失。为了改善这一材料,采用提高铁电相和降低玻璃量,BSCT-22wt%%和5jowt%B203-ZnO玻璃后,1000。C烧结,在1MHz下的介电常数￡、介电损耗tan8和可调性(直流偏场), X10~,% (),×10-3,%():其介电常数温度稳定性得到极大改善;在20Hz~2MHz的频率范围内,介电常数基本稳定不变。关键词≯钛酸锶钡氧化镁低温烧结复相材料介电性能 Inorder ABSTRACT toachieve theapplication of on barium strontium calcium titanate(BSCT)-.based tuniIlg materialtS,thisarticleaims toprepare moderate dielectric constant,low dielectricloss,hightunability卸hd good dielectrictemperature smbi|i谚 ofBSCT based ceramics atlow sintering thisthesis,we haVeh甜。一一i moreI稻cus onro]lemechanism ofMgO andMn·doping and B203,-ZnO posite material,1_he sizeofBSCT grain:S鲫td oalstantgradually reduced, curietemperature also shifted (MgO)=60诫%,me ze ofBSCT grains reduced -,whose onstant,die:lectric lossand curietemperature were about 90,l xlO—and·,27。C,-1wt%posite material sintered at95q0℃had more relatively curve and hi曲er tunability 8%(room temperature,I kV/mm),these;Iexcellent performance patible withthetunability20%of:pure BSCT sintered at1200"(2, this technology can have reali