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（Ba,Sr）TiO_3基超细电容器陶瓷的掺杂改性研究

作　者: 管浩
导　师: 黄新友
学　校: 江苏大学
专　业: 材料学
关键词: (Ba,Sr)TiO3 溶胶-凝胶法 超细粉体 BST陶瓷 介电性能
分类号: TM28
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 12次
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内容摘要


由于钛酸锶钡（Ba，Sr）TiO3（BST）具有众多优点，如高介电常数、相对较低的介质损耗、低居里温度等，目前已经成为电子陶瓷元器件的基础母体材料，被称为电子陶瓷的支柱。多年来，该类材料一直成为国内外研究的热点之一。本论文主要采用溶胶—凝胶法来制备高纯超细的（Ba，Sr）TiO3的粉体，从而降低能耗，提高陶瓷产品的性能，并且通过对BST陶瓷的掺杂改性的研究拓宽其性能，来满足不同领域的需要。本论文采用柠檬酸—硝酸盐燃烧法制备BST超细粉体，通过差热—热重分析仪（TG-DSC）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）等实验手段研究粉体的物相和形貌；研究了柠檬酸量、pH值、分散剂和热处理温度对粉体性能的影响。研究结果表明：在pH=7、热处理温度为800℃时制备了平均粒径为70nm左右的超细BST粉体。借助BST超细粉体的制备工艺，采用柠檬酸—硝酸盐燃烧法制备了掺杂的BST超细粉体，BST掺杂粉体通过传统的BST陶瓷的制备工艺进一步研究了超细晶BST陶瓷的制备，分析了超细晶BST陶瓷材料的表面形貌和显微组织；研究了烧结温度和掺杂物对BST陶瓷表面显微结构的影响。利用YY2814数字电桥测量仪、CJ2672型耐压测试仪、TH2683型绝缘电阻测试仪测试了BST陶瓷的介电性能，分析了烧结温度和掺杂物对陶瓷介电性能和显微结构的影响，探讨了掺杂物的掺杂改性机理。通过研究不同配方和工艺对BST陶瓷性能和结构的影响，得到了具有最佳介电性能的BST配方，其介电性能为：介电常数为3471，介质损耗为0.0045，耐压强度为6.38kv／mm，绝缘电阻率为14.29GΩ·cm，容温变化率为—41.06％。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章 绪论  9-27
  1.1 引言  9
  1.2 陶瓷电容器的研究和发展现状  9-19
    1.2.1 陶瓷电容器材料发展简史  9-11
    1.2.2 陶瓷电容器的分类及其特性  11-16
    1.2.3 陶瓷电容器的基本电学性质以及和工艺、组成与结构的关系  16-19
  1.3 钛酸锶钡粉体制备方法  19-23
    1.3.1 固相法  19
    1.3.2 液相法  19-22
    1.3.3 气相法  22-23
  1.4 钛酸锶钡陶瓷的掺杂改性  23-25
  1.5 本课题研究目的和实验方案  25-27
第二章 实验部分  27-30
  2.1 实验原料及工艺流程  27-28
  2.2 实验仪器和设备  28
  2.3 性能测试  28-30
第三章 超细(Ba,Sr)TiO_3粉体的研究和表征  30-38
  3.1 (Ba,Sr)TiO_3粉体的制备和表征  30-33
    3.1.1 实验原理  30-31
    3.1.2 实验步骤  31
    3.1.3 TG-DSC、XRD、TEM分析  31-33
  3.2 (Ba,Sr)TiO_3粉体的研究  33-36
    3.2.1 柠檬酸量对制备超细粉体的影响  33
    3.2.2 溶液pH值对制备超细粉体的影响  33-34
    3.2.3 分散剂对制备超细粉体的影响  34-35
    3.2.4 热处理温度对制备超细粉体的影响  35-36
  3.3 掺杂(Ba,Sr)TiO_3粉体的研究  36-37
    3.3.1 制备工艺  36
    3.3.2 XRD和TEM分析  36-37
  3.4 本章小结  37-38
第四章 超细钛酸锶钡陶瓷的掺杂改性研究  38-64
  4.1 干压成型和烧结致密化工艺  38-39
    4.1.1 干压成型  38
    4.1.2 烧结工艺的确定  38-39
  4.2 BST陶瓷的显微结构分析  39-40
  4.3 BST陶瓷的介电性能的研究  40-62
    4.3.1 选择并烧制电极  40-41
    4.3.2 BST陶瓷单因素变量掺杂实验结果处理和分析  41-56
    4.3.3 BST陶瓷不同Ba/Sr摩尔比实验结果处理和分析  56-60
    4.3.4 稀土元素复合掺杂改善容温变化率实验结果处理和分析  60-62
  4.4 本章小结  62-64
第五章 结束语  64-65
  5.1 结论  64
  5.2 存在的问题及以后进一步研究的方向  64-65
参考文献  65-68
致谢  68-69
硕士期间发表的论文  69

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电工材料 > 电工陶瓷材料
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