【摘要】：鈦酸銅鈣CaCu3Ti4O12(CCTO)材料在低頻(1kHz),溫度25℃-300℃內(nèi)的巨介電性能以及良好的溫度穩(wěn)定性使其具有較好的應(yīng)用前景,例如超級(jí)電容器電池用高介電常數(shù)材料。CCTO材料的高介電性能部分取決于材料粉體的形貌。粉體形貌則取決于不同的制備方法,反應(yīng)溫度,熱處理過程等因素。本文分別采用草酸鹽共沉淀法和溶膠-凝膠自蔓延法制備CCTO粉體及其陶瓷,通過對(duì)制備工藝的優(yōu)化制備出高性能的CCTO粉體及陶瓷；以油酸(OA)作為表面活性劑應(yīng)用于溶膠-凝膠自蔓延法,制備出高質(zhì)量的CCTO粉體及其陶瓷；最后進(jìn)一步采用包覆Al203的方法制備介電常數(shù)高,介電損耗小的CCTO陶瓷。通過熱重和差熱分析(TG-DSC)、X-射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)和掃描電子顯微鏡(SEM)等手段對(duì)這兩種濕化學(xué)法制備的前驅(qū)體的分解過程以及陶瓷的相組成和微觀形貌進(jìn)行了表征。 本論文的主要內(nèi)容包括以下三個(gè)方面： 1.通過改進(jìn)草酸鹽共沉淀法制備CCTO粉體及其陶瓷,研究了共沉淀反應(yīng)過程中的各種條件,確定了最佳反應(yīng)條件為共沉淀反應(yīng)的pH值是3.0,前驅(qū)體的預(yù)燒溫度8500C,陶瓷坯體的燒結(jié)溫度980℃。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用改進(jìn)的草酸鹽共沉淀法可以顯著減小粉體的粒徑以及降低陶瓷的燒結(jié)溫度。研究了制備CCTO各種元素的配比,得到最佳實(shí)驗(yàn)配比為Ca:Cu:Ti(mol)=1.10：2.95：4.05,陶瓷的室溫介電常數(shù)是1.3×104,介電損耗是0.1。 2.利用溶膠-凝膠自蔓延法,并添加OA作為表面活性劑制備CCTO粉體及其陶瓷,研究了OA添加量、粉體自燃溫度和坯體的燒結(jié)溫度對(duì)陶瓷相組成,微觀形貌和介電性能的影響。結(jié)果表明OA的添加量為Ti/OA(mol)=4/1,自燃溫度為400℃,燒結(jié)溫度為1120℃時(shí),得到的陶瓷介電常數(shù)達(dá)到3.7×104,介電損耗是0.07。 3.在兩種方法制備CCTO粉體外包覆Al203,研究了Al203包覆及CCTO粉體的制備方法對(duì)陶瓷相組成、微觀形貌和介電性能的影響。共沉淀法制備的CCTO粉體,包覆4.0wt%的Al2O3后得到的陶瓷坯體于1100℃燒結(jié)4 h,陶瓷的室溫介電常數(shù)達(dá)到2.5×104,介電損耗是0.07；溶膠-凝膠自蔓延法制備CCTO粉體,包覆2.0 wt%的Al2O3時(shí),室溫介電常數(shù)是1.2×104,介電損耗室溫下僅0.05,表明包覆Al2O3對(duì)于介電損耗的降低有顯著效果。
[Abstract]:The giant dielectric properties and good temperature stability of copper calcium titanate CaCu3Ti4O12 (CCTO) material at low frequency (1kHz), temperature from 25 鈩，

本文編號(hào)：2461496