Fe掺杂CaCu3Ti4O12陶瓷的介电性能与弛豫特性研究

摘要

采用固相反应法制备了CaCu3Ti4-xFexO12(0≤x≤0.2)陶瓷,通过x射线衍射、扫描电子显微镜、介电频谱和阻抗谱等手段研究了Fe对CaCu3Ti4O12陶瓷的结构和介电性能的影响.研究发现:CaCu3Ti4-xFexO12陶瓷在x取值范围内形成了连续固溶体.随着Fe含量x的增加,晶粒半导性逐渐消失,介电常数减小.当x≤0.04时,在106-108和103-104 Hz频率范围存在介电弛豫行为I和介电弛豫行为Ⅱ,高频介电弛豫行为I与陶瓷内的晶界阻挡层有关,而低频介电弛豫行为Ⅱ与陶瓷表面层发生的界面极化有关.在CaCu3Ti3.99Fe0.01O12陶瓷的高温频谱中,观察到了第三个介电弛豫行为Ⅲ,它与局域电荷的跃迁有关,利用阿列纽斯关系式得到此过程的热激活能0.78 eV.