一步合成法制备(Ba%2cSr)TiO3铁电陶瓷.pdf

A Thesis Submitted in Partial of Fulfillment of the Requirements
for the Degree of Master of Engineering






Fabrication of Ferroelectric Ceramics by
One-step Synthesis






Candidate: Li Chuang
Major: Microelectronics and Solid State Electronics
Supervisor: Prof. Lu Wenzhong
Lectr. Wang Xiaohong








Huazhong University of Science & Technology
Wuhan 430074,
Jan., 2007
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年月日

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年月日年月日
摘要
利用(Ba,Sr)TiO3(简称 BST)铁电材料制作的铁电移相器由于具有较优越的
性能,目前越来越受到相控阵雷达天线技术的关注。本项目在国家自然科学基金的资
助下,主要研究 BST+MgO(简称 BSTM)铁电材料的介电性能及温度特性;通过改
进配方和工艺,制备具有适中的介电常数、低介电损耗、高介电调谐性和小温度系数
的铁电材料。
本文的主要研究内容包括:
采用 BaTiO3 、SrTiO3 为原料,一步合成法制备 BST,掺入 60wt%的 MgO 和一定
量的稀土掺物制备 BSTM,测试、分析陶瓷性能。将一步合成法与传统碳酸盐固相合
成方法进行比较。实验表明:用一步合成法制备铁电材料,可降低烧结温度,使陶瓷
更加致密、均一,增加介电常数,降低高频损耗,但对温度系数与可调率的影响不明
显。
研究了粉料粒径分布对 BSTM 铁电材料的烧结过程、介电性能、温度特性的影响。
通过改变球磨时间来控制粉料的粒径分布,研究表明:预烧前粉料的球磨时间和烧结
前粉料的球磨时间对陶瓷性能有一致的影响,延长球磨时间有利于陶瓷致密、增加介
电常数和降低高频损耗。
研究 Ba/Sr 比对 BSTM 陶瓷结构、介电性能及温度特性的影响。最终制备得到具
有较好性能的铁电陶瓷材料: Ba/Sr= 时,BSTM 陶瓷在低频(10kHz)下,εr =
-3
;tgδ= ×10 ;可调率为 %(5kV/mm)。在高频()下,εr = ,
tgδ= 4×10-3,并具有相对较好的温度稳定性,在-20℃~40℃内的 TCε=%/℃,可调
率温度系数为-%/℃。

关键词:钛酸锶钡相控阵雷达铁电材料一步合成介电常数


I
Abstract
The ferroelectric phase shifter based on the ferroelectric materials (Ba,Sr)TiO3(BST)
has been concerned by the phased-array radar antenna technology because of its numerous
pared with other kinds of phase shifters.
This project was funded by National Natural Science Foundation of China. We focus