(Ba，Sr)TiO基超细电容器陶瓷的掺杂改性研究

摘要

由于钛酸锶钡(Ba，Sr)TiO3(BST)具有众多优点，如高介电常数、相对较低的介质损耗、低居里湿度等，目前已经成为电子陶瓷元器件的基础母体材料，被称为电子陶瓷的支柱。多年来，该类材料一直成为国内外研究的热点之一。
　　 本论文主要采用溶胶-凝胶法来制备高纯超细的(Ba，Sr) TiO3的粉体，从而降低能耗，提高陶瓷产品的性能，并且通过对BST陶瓷的掺杂改性的研究拓宽其性能，来满足不同领域的需要。
　　 本论文采用柠檬酸-硝酸盐燃烧法制备BST超细粉体，通过差热-热重分析仪(TG-DSC)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等实验手段研究粉体的物相和形貌；研究了柠檬酸量、pH值、分散剂和热处理温度对粉体性能的影响。研究结果表明：在pH=7、热处理温度为800℃时制备了平均粒径为70nm左右的超细BST粉体。
　　 借助BST超细粉体的制备工艺，采用柠檬酸-硝酸盐燃烧法制备了掺杂的BST超细粉体，BST掺杂粉体通过传统的BST陶瓷的制备工艺进一步研究了超细晶BST陶瓷的制备，分析了超细晶BST陶瓷材料的表面形貌和显微组织；研究了烧结温度和掺杂物对BST陶瓷表面显微结构的影响。利用YY2814数字电桥测量仪、CJ2672型耐压测试仪、TH2683型绝缘电阻测试仪测试了BST陶瓷的介电性能，分析了烧结温度和掺杂物对陶瓷介电性能和显微结构的影响，探讨了掺杂物的掺杂改性机理。
　　 通过研究不同配方和工艺对BST陶瓷性能和结构的影响，得到了具有最佳介电性能的BST配方，其介电性能为：介电常数为3471，介质损耗为0.0045，耐压强度为6.38kv/mm，绝缘电阻率为14.29GΩ·cm，容温变化率为-41.06％。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 陶瓷电容器的研究和发展现状

1.2.1 陶瓷电容器材料发展简史

1.2.2 陶瓷电容器的分类及其特性

1.2.3 陶瓷电容器的基本电学性质以及和工艺、组成与结构的关系

1.3 钛酸锶钡粉体制备方法

1.3.1 固相法

1.3.2 液相法

1.3.3 气相法

1.4 钛酸锶钡陶瓷的掺杂改性

1.5 本课题研究目的和实验方案

第二章 实验部分

2.1 实验原料及工艺流程

2.2 实验仪器和设备

2.3 性能测试

第三章 超细(Ba,Sr) TiO3粉体的研究和表征

3.1 (Ba,Sr)TiO3粉体的制备和表征

3.1.1 实验原理

3.1.2 实验步骤

3.1.3 TG-DSC、XRD、TEM分析

3.2 (Ba，Sr) TiO3粉体的研究

3.2.1 柠檬酸量对制备超细粉体的影响

3.2.2 溶液pH值对制备超细粉体的影响

3.2.3 分散剂对制备超细粉体的影响

3.2.4 热处理温度对制备超细粉体的影响

3.3 掺杂(Ba，Sr)TiO3粉体的研究

3.3.1 制备工艺

3.3.2 XRD和TEM分析

3.4 本章小结

第四章 超细钛酸锶钡陶瓷的掺杂改性研究

4.1 干压成型和烧结致密化工艺

4.1.1 干压成型

4.1.2 烧结工艺的确定

4.2 BST陶瓷的显微结构分析

4.3 BST陶瓷的介电性能的研究

4.3.1 选择并烧制电极

4.3.2 BST陶瓷单因素变量掺杂实验结果处理和分析

4.3.3 BST陶瓷不同Ba/Sr摩尔比实验结果处理和分析

4.3.4 稀土元素复合掺杂改善容温变化率实验结果处理和分析

4.4 本章小结

第五章 结束语

5.1 结论

5.2 存在的问题及以后进一步研究的方向

参考文献

致谢

硕士期间发表的论文