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《鈦酸鋇陶瓷材料制備及介電性能研究進(jìn)展》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、高層論壇AuthorityForum鈦酸鋇陶瓷材料制備及介電性能研究進(jìn)展符春林，趙春新，蔡葦，陳華強（重慶科技學(xué)院冶金與材料工程學(xué)院，重慶401331）摘要：鈦酸鋇（簡稱BT）具有優(yōu)良的鐵電、壓電、耐壓和絕緣性能，廣泛應(yīng)用于多層陶瓷電容器、溫度補償元件、光電器件等。綜述了鈦酸鋇陶瓷制備方法及晶粒尺寸、組成對其介電性能的影響，并提出了研究中需要解決的一些問題。關(guān)鍵詞：鈦酸鋇；陶瓷；介電性能；鐵電材料1引言成型、燒結(jié)等工藝過程，即可得到BT陶瓷。鈦酸鋇(簡稱BT)是鈦酸鹽系列電子陶瓷George等人采用固相法制備了20～的基礎(chǔ)母體原料，被稱為“電子陶瓷業(yè)的支40nm的鈦酸鋇粉體，將
2、粉體在1350℃下保柱”。作為一種典型的鐵電材料，它具有優(yōu)溫3h燒結(jié)而成的鈦酸鋇陶瓷密度為理論密度良的鐵電、壓電、耐壓和絕緣性能，附加值的97%，在1MHz下，介電常數(shù)和損耗(如圖-3高，發(fā)展前景廣闊，廣泛地應(yīng)用于電子學(xué)、1所示)分別為1223和3.5×10。光學(xué)、聲學(xué)、熱學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域。因此，鈦酸鋇一直是人們研究的熱點。近年來，關(guān)于鈦酸鋇陶瓷的制備和性能已經(jīng)取得了許多進(jìn)展。本文綜述鈦酸鋇陶瓷制備方法及晶粒尺寸、摻雜種類和濃度對其介電性能的影響，并提出研究中需要解決的一些問題。2制備方法國內(nèi)外材料工作者已對鈦酸鋇陶瓷的制備方法進(jìn)行了大量研究，不斷地探索新方法，以制備出高介電常數(shù)、
3、低介電損耗的鈦酸鋇陶瓷。目前，使用較為廣泛的鈦酸鋇陶瓷的制備方法主要有三種：固相反應(yīng)法、溶膠-凝膠法、水熱合成法。2.1固相反應(yīng)法圖1室溫下介電常數(shù)和損耗隨頻率的變化固相反應(yīng)法是目前制備BT陶瓷最成熟的兩步法燒結(jié)是固相法中一種特殊的方方法，主要依靠固相擴散傳質(zhì)方式進(jìn)行反法，在燒結(jié)過程中先升溫到最高溫度不保應(yīng)。以BaCO32、TiO為主要原料，經(jīng)球磨、16高層論壇AuthorityForum溫，立即以很快的速度降溫到相對較低的溫點，以此粉體為原料制備出的BT陶瓷材料的度長時間保溫，從而得到鈦酸鋇陶瓷的方介電性能不穩(wěn)定。但是，由于固相法具有產(chǎn)法。此法得到的鈦酸鋇陶瓷的晶粒尺寸遠(yuǎn)小量
4、高、成本低、制備工藝簡單等優(yōu)點，是目于常規(guī)燒結(jié)得到的鈦酸鋇陶瓷的尺寸。前國內(nèi)大多數(shù)生產(chǎn)廠家所采用的方法。Hsi等人對比了兩步法燒結(jié)的BT陶瓷和2.2溶膠-凝膠法傳統(tǒng)燒結(jié)BT陶瓷的介電性能。研究結(jié)果表溶膠-凝膠法是一種濕化學(xué)法，主要是明，升溫到1050℃后降溫到低于900℃下進(jìn)由金屬Ba和Ti的有機化合物或金屬無機鹽經(jīng)行燒結(jié)即可得到致密的燒結(jié)體，當(dāng)在850℃水解和縮聚過程、凝膠化及相應(yīng)的熱處理而下保溫1～2h，所得樣品的介電常數(shù)大于獲得粉體，再經(jīng)成型、燒結(jié)即可得到BT陶1700，僅比燒結(jié)溫度在1450℃保溫4h的傳統(tǒng)瓷。燒結(jié)方法所制備的BT陶瓷的介電常數(shù)小15％Yu等以五種酸（己
5、酸、癸酸、十二烷左右，其介質(zhì)損耗＜0.01。酸、棕櫚酸和硬脂酸）為表面活性劑采用溶固相法制備的粉體存在粒度大、粒度分膠-凝膠法制備了鈦酸鋇陶瓷，其密度、晶布不均、純度較低、摻雜元素不均勻等缺粒尺寸、介電常數(shù)、損耗如表1所示。表1鈦酸鋇陶瓷在室溫下的密度、晶粒尺寸、介電常數(shù)、損耗表面活性劑己酸癸酸十二烷酸棕櫚酸硬脂酸相對密度(%)93.395.495.697.994.7平均晶粒尺寸(μm)0.350.501.051.201.10介電常數(shù)℃(25)18702169431938764227損耗℃(25)0.02300300.0220.0260.024S.B.Deshpande等采用溶
6、膠-凝膠法制化，置于一定溫度和一定壓力的容器中，在備了5~15μm的鈦酸鋇陶瓷，介電峰值為水熱條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過一定的時7200，居里溫度為127℃，介電損耗約為間，取出并干燥，經(jīng)過研磨、成型、燒結(jié)即0.005?？傻玫紹T陶瓷。Cui等人以己酸和己二酸分別為表面活Sreekantan等人以水熱法在80℃制備性劑，經(jīng)900℃/2h熱處理得到了四方相的鈦出35nm的鈦酸鋇粉體，由此粉體燒結(jié)而成的酸鋇納米粉體，并以粉體為原料制備了陶鈦酸鋇陶瓷中小晶粒為0.3～0.5μm，而大晶瓷，發(fā)現(xiàn)以己二酸為表面活性劑制得的鈦酸粒為1.5～2.0μm。鋇陶瓷具有更大的晶粒尺寸、更高的相對密M
7、adona等人研究了以TiO和TiCl為原23度（96.6%）、室溫介電常數(shù)（3089）和更料對BT陶瓷材料的介電性能的影響(如圖2所低的介電損耗（0.015）。示)。研究表明，采用TiO為原料所制備的2溶膠-凝膠法制備的粉體粒徑小、分布BT陶瓷的居里溫度比TiCl為原料的要高，3較窄且尺度可控、化學(xué)均勻性好、熱處理溫且隨著水熱處理時間的增加，BT陶瓷的介電度低、純度高、成分配比可控、過程易于控常數(shù)增加，居里溫度變大。制，以此粉體為原料可制備出介電性能優(yōu)異水熱法制備的粉體粒度小、分布均勻、的
