BaTiO 3 基介质陶瓷“核-壳”结构的制备调控及其介电性能研究

发布时间：2024-11-18 22:48

　　BaTiO₃（BT）钙钛矿结构材料是一种重要的介电材料,由于其高的介电常数和优异的铁电性能,广泛应用于电子工业中,尤其是多层陶瓷电容器（MLCC）领域。BT基介质陶瓷会在居里温度点（130 ~oC）附近会出现介电常数剧烈增大的现象,无法满足极端恶劣工作环境的应用要求。“核-壳”结构被认为是一种增强BT基陶瓷介电温度稳定性的有效手段,构建和调控“核-壳”结构可以实现对陶瓷介电性能的优化,然而目前关于它的形成和稳定机制还缺乏深入研究。本文以BT基陶瓷中的“核-壳”结构为研究对象,采用水热法合成不同粒径的BT粉体作为核材料,研究BT核材料尺寸、壳材料特性、烧结制度等对“核-壳”结构和介电性能的影响规律。采用水热反应法合成了纯度高、结晶度高、粒径分布窄的高质量超细BT粉体介质材料,研究了原料Ba/Ti比、反应温度、反应时间和溶剂种类含量等因素对合成BT物相晶体结构、显微形貌、粒径尺寸的影响规律和作用机理,通过改变水热反应参数来调控BT的粒径大小,为包覆改性制备“核-壳”结构BT基陶瓷准备了核材料。以水热法合成的平均粒径尺寸分别为80 nm、120 nm和200 nm的三种B...

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【学位级别】：硕士

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中文摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 BaTiO₃(BT)的结构性能与合成方法
        1.1.1 BT的晶体结构和介电性能
        1.1.2 BT的合成方法
    1.2 BT基陶瓷的“核-壳”结构(“core-shell”structure)
        1.2.1 “核-壳”结构的形成机制和条件
        1.2.2 “核-壳”结构的影响因素
    1.3 材料体系的选择
    1.4 本论文的研究目的与研究内容
第2章 BT基包覆陶瓷的制备与结构性能表征
    2.1 BT基陶瓷的制备工艺
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验仪器设备
        2.1.3 制备工艺
    2.2 结构表征与性能测试
        2.2.1 体积密度
        2.2.2 X射线衍射分析(XRD)
        2.2.3 扫描电子显微镜(SEM)
        2.2.4 透射电子显微镜(TEM)
        2.2.5 介电性能测试
第3章 BT粉体的水热合成及粒径调控
    3.1 Ba/Ti比对BT粉体结构形貌的影响
        3.1.1 不同Ba/Ti比合成BT粉体的物相结构
        3.1.2 不同Ba/Ti比合成BT粉体的显微形貌
    3.2 水热反应温度对BT粉体结构形貌的影响
        3.2.1 不同水热反应温度合成BT粉体的物相结构
        3.2.2 不同水热反应温度合成BT粉体的显微形貌
    3.3 水热反应时间对BT粉体结构形貌的影响
        3.3.1 不同水热反应时间合成BT粉体的物相结构
        3.3.2 不同水热反应时间合成BT粉体的显微形貌
    3.4 溶剂种类含量对BT粉体结构形貌的影响
        3.4.1 不同溶剂含量合成BT粉体的物相结构
        3.4.2 不同溶剂含量合成BT粉体的显微形貌
    3.5 本章小结
第4章 BT基陶瓷“核-壳”结构设计与制备
    4.1 不同尺寸BT粉体制备BT陶瓷的结构和性能
    4.2 不同尺寸BT粉体制备BT@Nb₂O₅陶瓷结构和性能
        4.2.1 BT@Nb₂O₅陶瓷的物相结构
        4.2.2 BT@Nb₂O₅陶瓷的显微形貌
        4.2.3 BT@Nb₂O₅陶瓷的介电性能
    4.3 不同尺寸BT粉体制备BT@MgO陶瓷结构和性能
        4.3.1 BT@MgO陶瓷的物相结构
        4.3.2 BT@MgO陶瓷的显微形貌
        4.3.3 BT@MgO陶瓷的介电性能
    4.4 不同尺寸BT粉体制备BT@0.3BZT-0.7BT陶瓷结构和性能
        4.4.1 BT@0.3BZT-0.7BT陶瓷的物相结构
        4.4.2 BT@0.3BZT-0.7BT陶瓷的显微形貌
        4.4.3 BT@0.3BZT-0.7BT陶瓷的微观结构
        4.4.4 BT@0.3BZT-0.7BT陶瓷的介电性能
    4.5 本章小结
第5章 烧结工艺对BT基陶瓷“核-壳”结构和介电性能的影响
    5.1 烧结工艺对BT-120@x(0.3BZT-0.7BT)陶瓷体积密度的影响
    5.2 烧结温度对BT-120@x(0.3BZT-0.7BT)陶瓷介电性能的影响
    5.3 保温时间对BT-120@x(0.3BZT-0.7BT)陶瓷介电性能的影响
    5.4 保温时间对BT-120@1.0(0.3BZT-0.7BT)陶瓷结构和介电性能的影响
        5.4.1 不同保温时间制备BT-120@1.0(0.3BZT-0.7BT)陶瓷物相结构
        5.4.2 不同保温时间制备BT-120@1.0(0.3BZT-0.7BT)陶瓷显微形貌
        5.4.3 不同保温时间制备BT-120@1.0(0.3BZT-0.7BT)陶瓷微观结构
        5.4.4 不同保温时间制备BT-120@1.0(0.3BZT-0.7BT)陶瓷介电性能
    5.5 本章小结
第6章 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表文章



本文编号：4012227