晶粒尺寸对细晶钛酸钡陶瓷介电、压电和铁电性能的影响

以采用水热法制备的BaTiO_3粉体作为原料,利用普通烧结法和两步烧结法制备出晶粒尺寸为0.25~10.15μm的BaTiO_3陶瓷,研究了晶粒尺寸效应对BaTiO_3陶瓷的介电、压电以及铁电性能的影响。结果表明:BaTiO_3陶瓷的四方相含量随着陶瓷晶粒尺寸的增大而增加;当晶粒尺寸在1μm以上时,室温相对介电常数(e￠)和压电系数(d33)随着晶粒尺寸的减小而增大,并在晶粒尺寸为1.12μm时分别达到最大值5628和279 p C/N,然后两者随着晶粒尺寸的进一步减小而迅速下降。BaTiO_3陶瓷的剩余极化强度Pr随晶粒尺寸的增大而提高,而矫顽场Ec却呈现出相反的趋势。晶粒尺寸对介电性能和压电性能的影响是由于90°电畴尺寸和晶界数量的变化。晶粒的晶体场和晶粒表面钉扎作用的变化影响了电畴,进而改变电滞回线。

化学包覆法制备Ho^(3+)掺杂钛酸钡基X8R细晶陶瓷

采用化学包覆法将Ho_2O_3包覆在纳米级钛酸钡粉体表面,通过烧结将Ho^(3+)扩散到钛酸钡晶粒中,调节其介电性能,研究了不同Ho^(3+)掺杂量对Ba Ti O3基陶瓷相组成、微观结构和介电性能的影响。X射线衍射和扫描电子显微镜分析结果表明:Ho^(3+)改性陶瓷样品均为赝立方相,Ho^(3+)的加入能抑制晶粒生长,改善陶瓷微观结构,有利于制备均匀的细晶陶瓷。透射电子显微镜观察显示,包覆层的厚度约为2 nm,包覆Ho_2O_3有助于陶瓷烧结过程中形成"核-壳"结构晶粒,能显著改善钛酸钡基陶瓷的介电温度稳定性,提高绝缘电阻。当Ho^(3+)掺杂量为2.0%时,陶瓷的相对介电常数为1 612,ΔC/C(-55~150℃)<±15%,满足EIA X8R电容器的温度特性。

基于水热合成粉末的Ba0.6Sr0.4TiO3厚膜陶瓷及其大电卡效应

通过两步水热法制备了纳米钛酸锶钡(Ba0.6Sr0.4 TiO3)粉体,利用流延成型法得到钛酸锶钡厚膜生坯,通过叠压、静水压、排胶及烧结后得到厚膜陶瓷。使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、精密阻抗分析仪和铁电测试平台对其晶体结构、形貌、介电性能以及铁电性能进行了表征。结果表明:两步水热法得到的钛酸锶钡纳米粉体形貌为均匀的准立方体,平均颗粒尺寸为50nm。烧结成厚膜陶瓷后平均晶粒尺寸达到2.2μm。通过电滞回线分析得到不同温度和电场下的极化强度,利用Maxwell关系得到电卡效应的绝热温变在温度253K以及电场5MV/m下达到0.62K。