發(fā)布時(shí)間：2017-09-21 04:12

  本文關(guān)鍵詞：鈦酸鋇基鐵電陶瓷的介電特性和高溫介電弛豫研究

  更多相關(guān)文章： 鈦酸鋇 鐵電性能 介電性能 高溫介電異常 氧空位

【摘要】：鈦酸鋇(BaTiO3)是眾多鈣鈦礦型(ABO3型)鐵電材料的其中一種,其相變居里溫度在393 K�；谄鋬�(yōu)異的介電性能、鐵電性能,鈦酸鋇不僅被廣泛地應(yīng)用在許多生產(chǎn)領(lǐng)域,同時(shí)也一直是鐵電材料研究的熱點(diǎn)。所周知,通過對基質(zhì)材料摻雜或者與其他材料不同比例混合形成固溶體,能夠有效地、可控地改善材料的性能。。本文采用傳統(tǒng)的高溫固相法制備了以鈦酸鋇為基質(zhì)材料的一系列鈦酸鋇基陶瓷樣品。對于在鈦酸鋇A位摻入Sr元素得到BaxSr1-xTiO3(BST)陶瓷,我們對它的鐵電、介電和高溫介電弛豫進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。XRD結(jié)果表明所制備的BST陶瓷樣品具有典型的四方結(jié)構(gòu),并且在室溫條件下都能測試出良好的鐵電電滯回線循環(huán)。在介電研究中,BST陶瓷出現(xiàn)了一個(gè)尖銳的鐵電相到順電相的相變峰,且其居里溫度隨著鋇含量的增加而逐漸升高。隨著溫度的升高,在573-823 K的高溫區(qū)域出現(xiàn)了高溫介電弛豫現(xiàn)象。通過阻抗測試與分析,可以計(jì)算得到的弛豫活化能和電導(dǎo)活化能都接近于1 eV,這表明了BST陶瓷的高溫介電弛豫現(xiàn)象和氧空位導(dǎo)致的離子的短程跳躍有關(guān)聯(lián)。在對樣品進(jìn)行通氧處理后,進(jìn)一步驗(yàn)證了BST陶瓷的高溫介電弛豫現(xiàn)象的誘發(fā)原因就是氧空位。此外,BST陶瓷的漏電流的測試結(jié)果表明這組樣品的漏電流和氧空位以及最大的顆粒尺寸的共同作用有著一定關(guān)系。當(dāng)用等量Bi和Na元素對鈦酸鋇進(jìn)行A位取代,得到(Bi0.5Na0.5)1-xBaxTiO3(BNBT)陶瓷。在相變溫度區(qū)域,BNBT陶瓷出現(xiàn)了一個(gè)彌散相變峰。由居里-外斯定律的計(jì)算結(jié)果表明,BNBT陶瓷的彌散相變的彌散程度隨著鋇含量的減少而越發(fā)明顯。而在高溫區(qū)域,BNBT表現(xiàn)出了負(fù)溫度系數(shù)電阻行為和出現(xiàn)了介電弛豫現(xiàn)象,Arrhenius公式擬合結(jié)果表明,其弛豫現(xiàn)象跟氧空位有關(guān)。此外,BNBT陶瓷的漏電流的大小隨著鋇含量的增加而減小。用Bi元素作為摻雜元素添加至(Ba0.8Sr0.2)TiO3,得到(Ba0.8Sr0.2)1-1.5xBixTiO3(BSBT)固溶體。BSBT的掃描電鏡測試結(jié)果出現(xiàn)了樣品的顆粒大小隨著Bi含量的增加先增大后減小。介電研究結(jié)果表明,BSBT陶瓷所展現(xiàn)的彌散相變峰的彌散程度也是隨著Bi含量的增加先增強(qiáng)后減弱。此外,在BSBT出現(xiàn)的高溫介電異�，F(xiàn)象中,我們認(rèn)為是介電弛豫行為和弛豫強(qiáng)度的變化的共同作用,而且在介電異常中,其上升部分主要是樣品的弛豫時(shí)間的變化所控制,而下降部分是由于電子傳導(dǎo)的變化引起的弛豫強(qiáng)度的變化所控制。
【關(guān)鍵詞】：鈦酸鋇 鐵電性能 介電性能 高溫介電異常 氧空位
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ174.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 緒論12-25
• 1.1 引言12-13
• 1.2 BaTiO_3基陶瓷鐵電材料基本概述13-18
• 1.3 BaTiO_3基陶瓷粉體的制備方法18-20
• 1.4 BaTiO_3基陶瓷的阻抗譜分析技術(shù)20-23
• 1.5 陶瓷樣品的測試23-24
• 1.6 本文主要研究內(nèi)容24-25
• 第二章 Ba_xSr_(1-x)TiO_3陶瓷的介電特性、高溫介電弛豫與漏電流研究25-38
• 2.1 前言25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)步驟25-26
• 2.3 BST陶瓷的XRD與SEM26-27
• 2.4 BST陶瓷的鐵電特性27
• 2.5 BST陶瓷的介電特性27-30
• 2.6 BST陶瓷的介電弛豫分析30-36
• 2.7 BST陶瓷的漏電流研究36-37
• 2.8 小結(jié)37-38
• 第三章 (Na_(0.5)Bi_(0.5))_(1-x)Ba_xTiO_3陶瓷的彌散型相變和高溫介電弛豫的研究38-49
• 3.1 前言38
• 3.2 實(shí)驗(yàn)步驟38-39
• 3.3 BNBT陶瓷的XRD和SEM39-40
• 3.4 BNBT陶瓷的鐵電性能與漏電流研究40-41
• 3.5 BNBT陶瓷的介電性能和彌散型相變41-45
• 3.6 BNBT陶瓷的高溫介電弛豫45-48
• 3.7 小結(jié)48-49
• 第四章 (Ba_(0.8)Sr_(0.2))_(1-1.5x)Bi_xTiO_3陶瓷的彌散相變和高溫介電異常的研究49-58
• 4.1 前言49
• 4.2 實(shí)驗(yàn)步驟49-50
• 4.3 BSBT陶瓷的XRD和SEM50-51
• 4.4 BSBT陶瓷的介電性能和彌散型相變51-54
• 4.5 BSBT陶瓷的高溫介電異常54-56
• 4.6 小結(jié)56-58
• 結(jié)論58-59
• 參考文獻(xiàn)59-69
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文69-71
• 致謝71

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6 方菲，桂紅，，張孝文;PLZT陶瓷的介電弛豫行為與A位有序[J];硅酸鹽學(xué)報(bào);1995年06期

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本文編號：892293