zno对富态型钛酸锶钡基陶瓷相变及介电性能的影响(附件)【字数：13525】
摘 要摘 要本次研究的课题是通过采用传统固相法制备ZnO掺杂非化学计量Ba0.75Sr0.25Ti1+δO3体系电容器介电陶瓷，选用XRD与LCR测试系统，探究不同的主晶相、ZnO掺杂量以及烧结工艺对体系微观结构和介电性能的影响。实验结果表征Ba0.75Sr0.25Ti1+δO3陶瓷体系随着δ值的增大，居里峰值稍向低温方向移动；ZnO掺杂量较高时，Ba0.75Sr0.25Ti1+δO3陶瓷体系的介电常数温度稳定性恶化，并且以合适的化学计量比可以降低该钛酸锶钡的室温介电损耗，同时也提高了介电常数以及它的温度稳定性。在Ba0.75Sr0.25Ti01.004O3陶瓷体系中掺杂物质ZnO发现都是以钙钛矿结构的多相固溶体，产生了第二相,其中最强峰对应（111）晶面;ZnO的掺杂也对BST陶瓷室温介电性能和介电温谱有着较大影响，当ZnO掺杂量较大时，可以让钛酸锶钡陶瓷体系介电温谱性能得到优化；另外烧结温度跟保温时间对Ba0.75Sr0.25Ti1+δO3体系介电性能存在一定的影响。关键词陶瓷；非化学计量；ZnO；居里峰值；介电性能
目 录
第一章 绪论 1
1.1 前言 1
1.2 非化学计量化合物与化学计量化合物的简介 2
1.3 钛酸锶钡（BST）的简介 2
1.3.1 铁电陶瓷的简介 2
1.3.2 电容器陶瓷简介 4
1.3.3 钛酸锶钡的晶体结构 5
1.3.4 钛酸锶钡材料的掺杂改性 6
1.3.5 钛酸锶钡的介电性能 7
1.4 钛酸锶钡粉体的制备方法 7
第二章 试样制备及实验方法 10
2.1 原料及设备 10
2.1.1 原料配方及规格 10
2.1.2 实验设备简介 12
2.2 验工艺流程及工艺介绍 14
2.2.1 工艺流程 14
2.2.2 工艺介绍 15
2.3 钛酸锶钡（BST）基陶瓷的性能测试 17
第三章 结果与讨论 19
3.1 主晶相对Ba0.75Sr0.25Ti1+δO3体系介电性能的影响 19
3.1.1 主晶相对Ba0.7 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
5Sr0.25Ti1+δO3体系室温介电性能的影响 19
3.1.2 主晶相对Ba0.75Sr0.25Ti1－δO3体系介电温谱的影响 19
3.2 ZnO对Ba0.75Sr0.25Ti1.004O3体系微观结构的影响 21
3.3 ZnO对Ba0.75Sr0.25Ti1.004O3体系介电性能的影响 21
3.3.1 ZnO对Ba0.75Sr0.25Ti1.004O3体系室温介电性能的影响 21
3.3.2 ZnO对Ba0.75Sr0.25Ti1.004O3体系介电温谱的影响 23
3.4 烧结工艺对Ba0.75Sr0.25Ti1+δO3体系介电性能的影响 24
3.4.1 烧结时间对Ba0.75Sr0.25Ti1+δO3体系介电性能的影响 24
3.4.2 烧结温度对Ba0.75Sr0.25Ti1+δO3体系介电性能的影响 25
结 论 27
致 谢 28
参 考 文 献 29
绪论
前言
在当今世界全球化趋势下，科学技术是生产的第一驱动力，科学技术的迅猛发展，陶瓷功能材料的性能也使我们对其性能的要求越来越高，也成就了一些先进的瓷材料，也就是具有特定性能的新型材料。生活中我们所说的功能陶瓷材料无论是在工作用途还是制备方面，都是讲究或者是要求特别严格。选取的这类材料在很多的地方适用颇多，包括在电、热、磁、声等许多地方，这种材料包含很多比非特种材料多的良好的特殊性能。许多领域都会用到这些陶瓷功能材料，比如微电子技术、遥感技术、光电技术、特种技术、卫星技术、生活保健、电脑芯片和军事等等这些不同类型的领域，也就是说对高精尖科学技术发展起着至高无上的作用。
功能陶瓷材料具有较高的介电系数是它首个突破性的功能。在上世纪初期，TiO2没有出现之前，在所有电介质的介电系数范畴内，也包括陶瓷材料[1]，它们的电介质系数最高能达到10。在TiO2出现以后。越来越多的高介电系数陶瓷功能材料出现在陶瓷性能类材料视野中，介电常数高的陶瓷是从二氧化钛开始有系数的，它的陶瓷系数是很大很大的，它的数值比谁的都要高，其中包括LiO2，Al2O3等的介电系数较高的材料陶瓷，到最后发现的钛酸化合物中，就发现了很多高介电常数的钙钛化合物，都是强电解质。所以高电介质被制作成各个频率波段的电容器，品种很多，需求量也很大，远销海外。
功能陶瓷中有一种称作电介质陶瓷的新型陶瓷材料，它以强大的电阻率为优势,可以抵抗很强烈的电子场强,对其特性的了解是它的指标，一个是介电常数，另一个就是介电损耗的因数参数。钛酸钡与钛酸锶组合混合体的无限固溶体[2]，这个混合体集合了前面两者的优良特性，其次就是一种电介质的功能性陶瓷，换些说法就是一些集体性研究与著名的各种类电子对应的固体组合成钛酸锶钡。
阳离子如电容器[3]，正温度系数电阻，移相器和气体传感器。 BST化合物。通过各种方法合成，如共沉淀，溶胶 凝胶合成，水热和固态反应。 当传统烧结[4]时，BST散装陶瓷显示高相对介电常数低损耗（r = 103和tan= 0.03）和居里温度变化。钛酸锶钡的基体的居里峰值对应的室温可以使该基体的疲劳最大化 ，在一些微波电器、存档器件与电子器材应用中发展广泛。所以对应国外订的研究专家也把研究视野转到含钙钛矿器件的材料上，现今研究最多的是钛酸锶钡，略称BST。这是因为BST不仅具有介电非线性强，而且其介电常数高，不易疲劳，居里温度可调。但是也是BST材料具有的致命的弱点，当外加直流电场达到几百kV/cm以后，其漏电流密度会上升几个数量级，在2MV/cm左右会发生击穿现象，并且BST薄膜的晶化温度较高，高的生成温度不利于半导体器件的形成。为了降低BST材料的漏电流，我们大多数研究采用了改进制备工艺、掺杂的多种措施。由此，要对BST材料进行最关键晶体相变的改变，添加改进、和烧结步骤的修改作用，最后一系列解决这个领域对电介质材料陶瓷优化的不一样的供求。
根据以上所述的方面，本课题的探究方向是应用最经典的制备试样方法，也就是固相烧结工艺[510]，通过试探性的改变BST陶瓷的主要晶体相变，ZnO添加含量与烧结的步骤去制作这一系列试样，然后在通过分析BST陶瓷的性能对整个材料起到不同的作用。
非化学计量化合物与化学计量化合物的简介
非化学计量数化合物是表征很多不一样的物质，原子或者是离子不会集合成最简单的整数的比例，另外就是在某种特定的变化条件下组合形成的化合物质。这个化学计量化学物同时也表征了各色各类的原子的集合能形成整数比例达到化合物质。它们两种物质的集合配对比例可是不一样对的，所以，非化学计量数化合物的集合是不存在所谓的价位规律的与不符合组成的规律。所以称成为了柏托雷体；另外化学计量数反之就是整数比例，就被称为道尔顿体。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 前言 1
1.2 非化学计量化合物与化学计量化合物的简介 2
1.3 钛酸锶钡（BST）的简介 2
1.3.1 铁电陶瓷的简介 2
1.3.2 电容器陶瓷简介 4
1.3.3 钛酸锶钡的晶体结构 5
1.3.4 钛酸锶钡材料的掺杂改性 6
1.3.5 钛酸锶钡的介电性能 7
1.4 钛酸锶钡粉体的制备方法 7
第二章 试样制备及实验方法 10
2.1 原料及设备 10
2.1.1 原料配方及规格 10
2.1.2 实验设备简介 12
2.2 验工艺流程及工艺介绍 14
2.2.1 工艺流程 14
2.2.2 工艺介绍 15
2.3 钛酸锶钡（BST）基陶瓷的性能测试 17
第三章 结果与讨论 19
3.1 主晶相对Ba0.75Sr0.25Ti1+δO3体系介电性能的影响 19
3.1.1 主晶相对Ba0.7 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
5Sr0.25Ti1+δO3体系室温介电性能的影响 19
3.1.2 主晶相对Ba0.75Sr0.25Ti1－δO3体系介电温谱的影响 19
3.2 ZnO对Ba0.75Sr0.25Ti1.004O3体系微观结构的影响 21
3.3 ZnO对Ba0.75Sr0.25Ti1.004O3体系介电性能的影响 21
3.3.1 ZnO对Ba0.75Sr0.25Ti1.004O3体系室温介电性能的影响 21
3.3.2 ZnO对Ba0.75Sr0.25Ti1.004O3体系介电温谱的影响 23
3.4 烧结工艺对Ba0.75Sr0.25Ti1+δO3体系介电性能的影响 24
3.4.1 烧结时间对Ba0.75Sr0.25Ti1+δO3体系介电性能的影响 24
3.4.2 烧结温度对Ba0.75Sr0.25Ti1+δO3体系介电性能的影响 25
结 论 27
致 谢 28
参 考 文 献 29
绪论
前言
在当今世界全球化趋势下，科学技术是生产的第一驱动力，科学技术的迅猛发展，陶瓷功能材料的性能也使我们对其性能的要求越来越高，也成就了一些先进的瓷材料，也就是具有特定性能的新型材料。生活中我们所说的功能陶瓷材料无论是在工作用途还是制备方面，都是讲究或者是要求特别严格。选取的这类材料在很多的地方适用颇多，包括在电、热、磁、声等许多地方，这种材料包含很多比非特种材料多的良好的特殊性能。许多领域都会用到这些陶瓷功能材料，比如微电子技术、遥感技术、光电技术、特种技术、卫星技术、生活保健、电脑芯片和军事等等这些不同类型的领域，也就是说对高精尖科学技术发展起着至高无上的作用。
功能陶瓷材料具有较高的介电系数是它首个突破性的功能。在上世纪初期，TiO2没有出现之前，在所有电介质的介电系数范畴内，也包括陶瓷材料[1]，它们的电介质系数最高能达到10。在TiO2出现以后。越来越多的高介电系数陶瓷功能材料出现在陶瓷性能类材料视野中，介电常数高的陶瓷是从二氧化钛开始有系数的，它的陶瓷系数是很大很大的，它的数值比谁的都要高，其中包括LiO2，Al2O3等的介电系数较高的材料陶瓷，到最后发现的钛酸化合物中，就发现了很多高介电常数的钙钛化合物，都是强电解质。所以高电介质被制作成各个频率波段的电容器，品种很多，需求量也很大，远销海外。
功能陶瓷中有一种称作电介质陶瓷的新型陶瓷材料，它以强大的电阻率为优势,可以抵抗很强烈的电子场强,对其特性的了解是它的指标，一个是介电常数，另一个就是介电损耗的因数参数。钛酸钡与钛酸锶组合混合体的无限固溶体[2]，这个混合体集合了前面两者的优良特性，其次就是一种电介质的功能性陶瓷，换些说法就是一些集体性研究与著名的各种类电子对应的固体组合成钛酸锶钡。
阳离子如电容器[3]，正温度系数电阻，移相器和气体传感器。 BST化合物。通过各种方法合成，如共沉淀，溶胶 凝胶合成，水热和固态反应。 当传统烧结[4]时，BST散装陶瓷显示高相对介电常数低损耗（r = 103和tan= 0.03）和居里温度变化。钛酸锶钡的基体的居里峰值对应的室温可以使该基体的疲劳最大化 ，在一些微波电器、存档器件与电子器材应用中发展广泛。所以对应国外订的研究专家也把研究视野转到含钙钛矿器件的材料上，现今研究最多的是钛酸锶钡，略称BST。这是因为BST不仅具有介电非线性强，而且其介电常数高，不易疲劳，居里温度可调。但是也是BST材料具有的致命的弱点，当外加直流电场达到几百kV/cm以后，其漏电流密度会上升几个数量级，在2MV/cm左右会发生击穿现象，并且BST薄膜的晶化温度较高，高的生成温度不利于半导体器件的形成。为了降低BST材料的漏电流，我们大多数研究采用了改进制备工艺、掺杂的多种措施。由此，要对BST材料进行最关键晶体相变的改变，添加改进、和烧结步骤的修改作用，最后一系列解决这个领域对电介质材料陶瓷优化的不一样的供求。
根据以上所述的方面，本课题的探究方向是应用最经典的制备试样方法，也就是固相烧结工艺[510]，通过试探性的改变BST陶瓷的主要晶体相变，ZnO添加含量与烧结的步骤去制作这一系列试样，然后在通过分析BST陶瓷的性能对整个材料起到不同的作用。
非化学计量化合物与化学计量化合物的简介
非化学计量数化合物是表征很多不一样的物质，原子或者是离子不会集合成最简单的整数的比例，另外就是在某种特定的变化条件下组合形成的化合物质。这个化学计量化学物同时也表征了各色各类的原子的集合能形成整数比例达到化合物质。它们两种物质的集合配对比例可是不一样对的，所以，非化学计量数化合物的集合是不存在所谓的价位规律的与不符合组成的规律。所以称成为了柏托雷体；另外化学计量数反之就是整数比例，就被称为道尔顿体。
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