Mg离子对纳米掺杂BaTiO3陶瓷介电性能的影响

摘要

以硝酸钇、硝酸镁、正硅酸乙酯为前驱体,利用溶胶-凝胶法制备出平均粒径40.2nm的Y3MgxSiO6.5+x(x＝0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0)粉体,将其添加到水热BaTiO3基料中制备出多层陶瓷电容器超细瓷料,研究了Mg离子对纳米掺杂BaTiO3陶瓷微结构和电性能的影响.研究发现,纳米掺杂剂中Mg能有效地抑制晶粒长大,从而获得晶粒均匀(0.47μm)且致密高(5.92g/cm3)的陶瓷,此细晶效应源于晶界区MgO第二相的钉扎作用.Mg有助于形成壳-芯结构晶粒,得到ε-T双峰曲线,提升居里点Tc,并显著改善介电温度特性(Mg＞2.0mo1%,满足X8R)并提高室温介电常数(ε≈3000).受主离子Mg能显著增强BaTiO3基瓷料的抗还原性,提高tanδ-T稳定性,减小介电损耗(tanδ＜1.0%),增大绝缘电阻(1012Ω).