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《摻雜碳酸鋇粉體及陶瓷的制備和介電性能研究.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、摻雜碳酸頓粉體及陶瓷的制備和介電性能研究學(xué)院：物理院指導(dǎo)老師：盧雪梅姓名：侯凱倫年級(jí)專(zhuān)業(yè)：13級(jí)電子科學(xué)與技術(shù)二零一六年七月八號(hào)摘要111欽酸鍥具有高介電常數(shù)，是多層陶瓷電容器(MLCC)的主要介電材料,關(guān)于欽酸頓及摻雜欽酸頓的制備和介電性能研究己成為一個(gè)熱點(diǎn)領(lǐng)域。其中,NbZOS—Co203一ReZ03摻雜欽酸鎖體系具有高的介電常數(shù)和介電溫度穩(wěn)定性。欽酸頓粉體的制備方法及摻雜方式對(duì)陶瓷的電學(xué)性質(zhì)有很大影響。溶膠一凝膠法可制得多組分均勻摻雜的欽酸頓粉體，所以本論文采用溶膠一凝膠法制備分別摻雜NbZOs、CoZ03、NIO、NdZO3和同時(shí)摻雜NbZOs—CoZ03
2、—NdZO3的欽酸頓基粉體及其陶瓷。采用XRD、SEM、TEM等對(duì)粉體和陶瓷的相組成、微觀形貌進(jìn)行表征,并測(cè)試了陶瓷的介電性能。本論文的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:一、欽酸頓的制備及介電性能研究采用溶膠一凝膠法制得欽酸頓納米晶粉體，研究了預(yù)燒溫度、燒結(jié)溫度、欽1111頓比(iTB/a)等對(duì)陶瓷的結(jié)構(gòu).介電性能的影響。結(jié)果表明:隨著預(yù)燒溫度的升高，陶瓷晶粒明顯長(zhǎng)大，陶瓷的致密性提高;燒結(jié)溫度以1300°C為佳。二、妮摻雜欽酸頓的制備及介電性能研究首先合成了H3困b(02#)1水溶液，其含妮量由重量法測(cè)定。進(jìn)而采用溶膠一凝膠法制得妮摻雜欽酸頓基納米晶粉體。隨著摻妮量的增
3、加，陶瓷的粒徑明顯減小,陶瓷的燒結(jié)溫度降低;在介電性能方面，隨摻妮量的增加，居里峰向低溫方向移動(dòng),居里峰處的介電常數(shù)值逐漸減小。采用溶膠一凝膠法制備了妮鉆欽復(fù)合摻雜欽酸頓粉體及陶瓷,研究了預(yù)燒溫度、妮鉆比、摻雜方式等對(duì)陶瓷結(jié)構(gòu)和介電性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):固相摻雜時(shí),1150C2/h預(yù)燒陶瓷的介溫譜出現(xiàn)“殼一芯”結(jié)構(gòu)所具有的雙峰現(xiàn)象;液相摻雜時(shí),1200°C2/h預(yù)燒陶瓷的介溫譜出現(xiàn)雙峰，室溫介電常數(shù)達(dá)到3550,介電損耗小于1.5%,具有較好的介電溫度穩(wěn)定性。總之，本文釆用溶膠一凝膠法制得單獨(dú)摻雜妮、鉆、欽的欽酸鍥基陶瓷，并研究了摻雜量、預(yù)燒溫度、欽頓比等對(duì)陶瓷的
4、結(jié)構(gòu)和性能的影響。在此基礎(chǔ)上,釆用溶膠一凝膠法制得妮鉆欽復(fù)合摻雜欽酸頓粉體及陶瓷,1200°C2/h預(yù)燒時(shí)陶瓷具有較好的介電性能。所用儀器設(shè)備1.X一射線衍射分析儀，日本理學(xué)公司,D從AX~yA型，工作條件:Cu/aK0.15418nm,電壓45KV,電流80mA,DS/551oC,RSO.15mm,用以分析粉體和陶瓷的相組成。2.透射電鏡儀，日本日立公司,H—600EleetronMieroseope型，用以觀測(cè)粉體的粒度大小。1.掃描電鏡儀，日本,HIATCHIS一570型,用來(lái)觀測(cè)陶瓷的微觀形貌。4熱重分析儀，德國(guó)奈茨公司,SDT2960型,升溫速率:5°C
5、/min,用以分析干凝膠的熱分解歷程。5.精密LCR測(cè)試儀,HP4284A型（測(cè)量頻率100Hz一IMHz,溫度25—z50oC）,用以測(cè)試陶瓷的介電性能。6.超聲分散儀，江蘇昆山超聲儀器有限公司,KQ犯00B型,頻率:40kHz,超聲功率:120kw,用來(lái)分散粉體。7.箱式電阻爐，上海實(shí)驗(yàn)儀器廠,SSX-12-16型，用來(lái)進(jìn)行粉體和陶瓷的燒結(jié)。8.可編程PID調(diào)節(jié)器，日本島電公司，高精度PZI型，作為KSY型可控硅溫控=1器的前級(jí)與高溫電阻箱式電爐組成可編程電腦控制高溫爐系統(tǒng)，有18個(gè)工作狀態(tài),巧種熱電偶,8個(gè)溫度范圍的鉗電阻線化軟件,可進(jìn)行9組曲線，最大達(dá)81
6、步的任意組合重復(fù)熱處理，并且具有冷端自動(dòng)補(bǔ)償，自動(dòng)校正,可編程功能,模糊控制功能。9.傅立葉紅外光譜儀，德國(guó)EQUINOX-55型,用于凝膠粉的紅外光譜分析。10.行星式球磨機(jī)，南京大學(xué)儀器廠,QM一SB,對(duì)粉料進(jìn)行細(xì)化。11.電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海實(shí)驗(yàn)儀器廠,110A—IE型。12.RCTbasie加熱磁力攪拌器,IKA公司。13.半導(dǎo)體致冷儀，天津市致冷儀器廠,ZLK一2500型。第一章文獻(xiàn)綜述自從1942年Waienr和Selomon發(fā)現(xiàn)欽酸頓陶瓷具有較好的介電性能以來(lái),欽酸鍥作為一種性能優(yōu)異的鐵電材料，逐漸成為電子陶瓷領(lǐng)域使用最廣泛的材料之一，被譽(yù)為“電子陶
7、瓷工業(yè)的支柱”川。利用其高的熱變參數(shù)及優(yōu)良的鐵電、壓電、耐壓和絕緣性能，欽酸頓廣泛用于制作正溫度系數(shù)(PT)C熱敏電阻、計(jì)算機(jī)記憶元件、半導(dǎo)體陶瓷、壓電陶瓷等電子元器件12［。由于欽酸頓陶瓷具有高的介電常數(shù),能在較小的體積內(nèi)儲(chǔ)存較大的電能，且對(duì)環(huán)境無(wú)污染，因而成為陶瓷電容器，特別是多層陶瓷電容器(MLC)C的首選介電材料。多層陶瓷電容器因具有體積小、電容大、穩(wěn)定性好以及優(yōu)良的高頻特性，在手機(jī)、計(jì)算機(jī)等電子領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,2000年全球MLCC產(chǎn)量已達(dá)5500億只，其產(chǎn)量約以15%的速度遞增,而且未來(lái)幾年的需求量更大13jo近年來(lái)，移動(dòng)電子設(shè)備的小型化發(fā)展
8、方向使得M
