V^(5+)掺杂CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷的低温合成及烧结性能

采用传统固相反应法以V_2O_5为V^(5+)掺杂源合成制备了CaCu_3Ti_(4-x)V_xO_(12)(CCTVO,x=0%,1%,3%,5%)陶瓷粉体,研究了V掺杂量对Ca Cu3Ti4O12(CCTO)物相低温合成及其低温烧结性能的影响,并对V掺杂CCTO陶瓷的低温合成机理和烧结机理进行了分析。XRD结果表明:当V掺杂量为≥1%时,在870℃煅烧20 h可以完全获得CCTO物相,而未掺杂的样品则含有明显杂相,这说明V掺杂可以实现CCTO物相在低温下的合成制备。但差热分析表明,V掺杂后会提高CCTO发生固相反应的起始温度。分析认为低温下之所以实现CCTO的制备主要得益于V掺杂后会在高温煅烧过程中形成液相而增强了扩散气质和热传递效应。V掺杂量为3%的粉体在920℃相对较低温度下烧结后,具有较大的晶粒尺寸和高达92.4%的致密度,所得陶瓷在20 Hz的低频率下介电常数高达2.28×105。