沉淀包覆法制备具有“芯—壳”结构的温度稳定型钛酸钡基陶瓷及其性质研究

发布时间：2017-08-05 11:04

  本文关键词：沉淀包覆法制备具有“芯—壳”结构的温度稳定型钛酸钡基陶瓷及其性质研究

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【摘要】：本文主要围绕钛酸钡基多层陶瓷电容器(MLCC)瓷料而展开,具体研究MLCC用介质陶瓷材料的制备方法和掺杂改性机理,分别制备出温度特性符合Y5V及X8R标准的高性能瓷料。首先采用溶胶-凝胶法制备钛酸钡基符合Y5V标准的MLCC用介质陶瓷材料。有研究发现,粉体经包覆改性后所制备的陶瓷材料的性能会得到优化,能够充分体现出包覆这种掺杂改性的方法对陶瓷材料性能的优化所体现的意义和价值。当“芯”部粉体材料为单分散球形颗粒时,包覆掺杂改性更容易进行并易于控制。进一步对所制备的单分散球形钛酸钡基粉体材料进行分析表征并推测其可能的形成机理。接着,对钛酸钡基粉体材料进行包覆改性研究,先后对其表面进行Ho2O3, La2O3, MgO及YFe03的包覆改性,并分别对复合粉体及陶瓷的微观形貌和性能进行分析表征。具体研究内容如下：(1)采用溶胶-凝胶法制备得到锆钛酸钡基粉体材料。主要研究稀土Dy (Sm)的加入对Ba(Zr0.1Ti0.9)O3-Zn-Nb陶瓷体系相组成、微观结构以及介电性能的影响规律。BZTZND2陶瓷样品的晶粒尺寸约31μm,其室温介电常数大于20000,介电损耗为0.006,容温变化率符合Y5V标准,且具有驰豫行为(γ=1.43)。BZTZNS4陶瓷样品的室温介电常数为20176,介电损耗为0.011,且容温变化率符合Y5V标准。(2)利用常压水相法制备出单分散球形的Ba(Zr0.1Ti0.9)O3粉体,研究其表面形貌及形成机理。以Ba(Zr0.1Ti0.9)O3为“芯”,H0203为“壳”,设计具有“芯-壳”结构的复合粉体。通过实验条件(预烧温度,烧结温度及包覆物的量)的改变达到控制陶瓷样品的“芯-壳”结构的目的,进一步控制其容温变化率,得到容温变化率符合Y5V标准的细晶陶瓷材料,为制备X8R型温度稳定性细晶陶瓷奠定基础。(3)利用常压水相法制备出单分散球形的BaTiO3,及Ba0.9895Bi0.0070TiO3粉体,研究其表面形貌及形成机理。研究La203包覆对BaTiO3基陶瓷体系相组成、微观结构及介电性能的影响规律。结果表明,BaTiO3@La2O3复合陶瓷的晶粒尺寸约250nm,其室温介电常数为2902,介电损耗为0.00556,温度稳定性符合X8R标准。另外,研究MgO包覆对Ba0.9895Bi0.0070TiO3基陶瓷体系相组成、微观结构及介电性能的影响规律。结果表明,MgO包覆抑制Ba0.9895Bi0.0070TiO3陶瓷晶粒的异常长大(晶粒尺寸约为230nm),提高其室温介电常数(2880),且温度稳定性提高。(4)采用沉淀法制备具有“芯-壳”结构的BaTiO3@YFeO3复合粉体,研究YFeO3包覆对BaTiO3基陶瓷体系相组成、微观结构、介电性能及磁性能的影响规律。BTYF-6陶瓷样品室温介电常数为2319,介电常数为0.016,温度稳定性符合X8R标准；其饱和磁化强度约为2.31emu/g,剩余磁化强度为1.3 emu/g。
【关键词】：钛酸钡 包覆改性 “芯-壳”结构 Y5V X8R
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ174.1
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-41
• 1.1 选题背景及意义10-11
• 1.2 MLCC的分类及发展趋势11
• 1.3 高温稳定型MLCC的主要应用11-12
• 1.4 钛酸钡基陶瓷材料12-14
• 1.5 BaTiO_3基陶瓷的制备方法14-16
• 1.5.1 固相法14
• 1.5.2 湿化学法14-16
• 1.6 钛酸钡材料的掺杂改性研究16-22
• 1.6.1 钛酸钡基陶瓷的移峰效应16-19
• 1.6.2 钛酸钡基陶瓷的相变扩散及展宽效应19-21
• 1.6.3 “芯-壳”结构21-22
• 1.7 纳/微米颗粒的包覆方法22-30
• 1.7.1 纳/微米颗粒表面包覆机理研究23-24
• 1.7.2 纳/微米颗粒包覆粉体的表征方法24-28
• 1.7.3 纳/微米颗粒表面包覆方法及应用28-30
• 1.8 磁性电介质30-32
• 1.9 研究思路和内容32-33
• 参考文献33-41
• 第二章 稀土掺杂对锆钛酸钡基陶瓷的结构与性质影响41-62
• 2.1 引言41
• 2.2 实验部分41-43
• 2.2.1 试剂及仪器42
• 2.2.2 实验过程42-43
• 2.3 结果与讨论43-56
• 2.3.1 BZTZN粉体的表征43-45
• 2.3.2 Dy掺杂量对BZTZN基陶瓷相组成、微观结构及介电性能的影响45-52
• 2.3.3 Sm掺杂量对BZTZN基陶瓷相组成、微观结构及介电性能的影响52-56
• 2.4 本章小结56-57
• 参考文献57-62
• 第三章 沉淀包覆法制备满足Y5V特性的Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3@Ho_2O_3粉体及陶瓷材料的研究62-82
• 3.1 引言62-63
• 3.2 实验部分63-65
• 3.2.1 试剂及仪器63-64
• 3.2.2 实验过程64-65
• 3.3 结果与讨论65-78
• 3.3.1 粉体样品的分析表征65-68
• 3.3.2 粉体预烧温度对粉体相组成和陶瓷相组成、微观结构及介电性能的影响68-72
• 3.3.3 烧结温度对陶瓷相组成、微观结构及介电性能的影响72-75
• 3.3.4 Ho_2O_3包覆量对陶瓷相组成、微观结构及介电性能的影响75-78
• 3.4 本章小结78-79
• 参考文献79-82
• 第四章 沉淀包覆法制各温度稳定型BaTiO_3基细晶陶瓷82-110
• 4.1 引言82-83
• 4.2 实验部分83-86
• 4.2.1 试剂及仪器83-84
• 4.2.2 实验过程84-86
• 4.3 结果与讨论86-104
• 4.3.1 MgO包覆Ba_(0.9895)Bi_(0.0070)TiO_3粉体的合成及陶瓷的制备与表征86-93
• 4.3.2 La_2O_3包覆BaTiO_3粉体的合成及X8R型陶瓷的制备与表征93-104
• 4.4 本章小结104
• 参考文献104-110
• 第五章 沉淀包覆法制备温度稳定型BaTiO_3@YFeO_3磁介复合材料110-128
• 5.1 引言110-111
• 5.2 实验部分111-112
• 5.2.1 试剂及仪器111-112
• 5.2.2 实验过程112
• 5.3 结果与讨论112-124
• 5.3.1 YFeO_3包覆BaTiO_3陶瓷的形成过程112-113
• 5.3.2 粉体样品的分析表征113-116
• 5.3.4 陶瓷样品的分析表征116-124
• 5.4 本章小结124
• 参考文献124-128
• 第六章 结论和进一步开展的工作128-131
• 6.1 结论128-129
• 6.2 需进一步完善的工作129-131
• 攻读博士学位期间取得的研究成果131-132
• 致谢132-133
• 作者简介133

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 胡国荣;邓新荣;彭忠东;杜柯;曹雁冰;刘智敏;肖政伟;;室温固相法制备Co/Mn包覆LiNiO_2正极材料(英文)[J];稀有金属材料与工程;2008年11期

2 杜刚;梁瑞虹;李涛;卢晓蓉;王根水;董显林;;压电材料中缺陷偶极子特性的研究进展[J];无机材料学报;2013年02期

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本文编号：624531