聚合物热解法制备高击穿场强CaCu_(3)Ti_(4)O_(12)陶瓷的微观结构及介电性能

由于CaCu_(3)Ti_(4)O_(12)(CCTO)陶瓷表现出非欧姆特性,这些陶瓷有望用于储能电容器和过压保护装置等应用,然而一般制备的CCTO陶瓷样品击穿场强(E_(b))极低。为了提高CCTO陶瓷样品的E_(b),本文以硝酸铜、硝酸钙、二钛酸二异丙酯为原料,丙烯酸水溶液作为聚合单体,过硫酸铵水溶液作为引发剂,采用聚合物热解法制备了CCTO前驱体粉末,然后分别在1040、1060、1080℃烧结得到CCTO陶瓷样品,研究了不同烧结温度陶瓷样品的相结构、微观结构和介电性能。结果表明:在不同烧结温度下采用聚合物热解法制备的陶瓷样品在保持高介电常数的同时大幅提高了E_(b),在1060℃下烧结的陶瓷样品介质损耗降低,其E_(b)为11.45 kV/cm,介电常数和介质损耗因数分别为9110和0.03。在1060℃下烧结有利于样品晶粒正常生长,完善晶界及形成势垒。此外,晶粒的正常生长对陶瓷样品的介电常数有显著影响,晶界阻抗的增大有利于E_(b)的提高和低频介质损耗的降低。