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《摻雜碳酸鋇粉體及陶瓷的制備和介電性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摻雜碳酸鋇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：侯凱倫年級專業(yè)：13級電子科學(xué)與技術(shù)二零一六年七月八號摘要欽酸鋇具有高介電常數(shù),是多層陶瓷電容器(MLCC)的主要介電材料,關(guān)于欽酸鋇及摻雜欽酸鋇的制備和介電性能研究已成為一個熱點領(lǐng)域。其中,NbZOS一Co203一ReZO3摻雜欽酸鋇體系具有高的介電常數(shù)和介電溫度穩(wěn)定性。欽酸鋇粉體的制備方法及摻雜方式對陶瓷的電學(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鋇粉體,所以本論文采用溶膠一凝膠法制備分別摻雜NbZOs、CoZO3、NIO、NdZO3和同時摻雜NbZ
2、Os一CoZO3一NdZO3的欽酸鋇基粉體及其陶瓷。采用XRD、SEM、TEM等對粉體和陶瓷的相組成、微觀形貌進行表征,并測試了陶瓷的介電性能。本論文的主要內(nèi)容包括以下幾個方面:一、欽酸鋇的制備及介電性能研究采用溶膠一凝膠法制得欽酸鋇納米晶粉體,研究了預(yù)燒溫度、燒結(jié)溫度、欽鋇比(iTB/a)等對陶瓷的結(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,陶瓷晶粒明顯長大,陶瓷的致密性提高;燒結(jié)溫度以1300℃為佳。二、妮摻雜欽酸鋇的制備及介電性能研究首先合成了H3困b(O2#)1水溶液,其含妮量由重量法測定。進而采用溶膠一凝膠法制得妮摻雜欽酸鋇
3、基納米晶粉體。隨著摻妮量的增加,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,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)合摻雜欽酸鋇粉體及陶瓷,研究了預(yù)燒溫度、妮鉆比、摻雜方式等對陶瓷結(jié)構(gòu)和介電性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):固相摻雜時,1150℃2/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,1200℃2/h預(yù)燒陶瓷的介溫譜出現(xiàn)雙峰,室溫介電常數(shù)達到3550,介電損耗小于1.5%,具有較好的介電溫度穩(wěn)定性。總之,本文采用溶膠一凝膠法制得單獨摻雜妮、鉆、欽的欽酸鋇基
4、陶瓷,并研究了摻雜量、預(yù)燒溫度、欽鋇比等對陶瓷的結(jié)構(gòu)和性能的影響。在此基礎(chǔ)上,采用溶膠一凝膠法制得妮鉆欽復(fù)合摻雜欽酸鋇粉體及陶瓷,1200℃2/h預(yù)燒時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/55loC,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一600EleetronMieroseope型,用以觀測粉體的粒度大小。3.掃描電鏡儀,日本,HIATCHIS一570型,用來觀測陶瓷的微觀
5、形貌。4熱重分析儀,德國奈茨公司,SDT2960型,升溫速率:5℃/min,用以分析干凝膠的熱分解歷程。5.精密LCR測試儀,HP4284A型(測量頻率100Hz一IMHz,溫度25一z50oC),用以測試陶瓷的介電性能。6.超聲分散儀,江蘇昆山超聲儀器有限公司,KQ犯OOB型,頻率:4OkHz,超聲功率:120kw,用來分散粉體。7.箱式電阻爐,上海實驗儀器廠,SSX一12一16型,用來進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型可控硅溫控器的前級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
6、18個工作狀態(tài),巧種熱電偶,8個溫度范圍的鉑電阻線化軟件,可進行9組曲線,最大達81步的任意組合重復(fù)熱處理,并且具有冷端自動補償,自動校正,可編程功能,模糊控制功能。9.傅立葉紅外光譜儀,德國EQUINOX一55型,用于凝膠粉的紅外光譜分析。10.行星式球磨機,南京大學(xué)儀器廠,QM一SB,對粉料進行細化。11.電熱鼓風(fēng)干燥箱,上海實驗儀器廠,1l0A一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。第一章文獻綜述自從1942年Waienr和Selomon發(fā)現(xiàn)欽酸鋇陶瓷具有較好
7、的介電性能以來,欽酸鋇作為一種性能優(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,被譽為“電子陶瓷工業(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,欽酸鋇廣泛用于制作正溫度系數(shù)(PT)C熱敏電阻、計算機記憶元件、半導(dǎo)體陶瓷、壓電陶瓷等電子元器件l2[。由于欽酸鋇陶瓷具有高的介電常數(shù),能在較小的體積內(nèi)儲存較大的電能,且對環(huán)境無污染,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、計算機等電子領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用,2000
8、年全球MLCC產(chǎn)量已達5500億只,其產(chǎn)量約以15%的速度遞增,而且未來幾年的需求量更大l3j。近年來,移動電子設(shè)備的小型化發(fā)展方向使得MLCC逐漸向低成本、小型化
