Li和Nb共掺NiO的巨介电性质研究

Ｌｉ和Ｎｂ共掺ＮｉＯ的巨介电性质研究＊
喻　磊１，王忠龙１，樊帅伟１，谭新玉１，袁松柳２
（１　三峡大学理学院，宜昌４４３００２；２　华中科技大学物理学院，武汉４３００７４
）摘要 以溶胶－凝胶法制备了化学式为ＬｉｘＮｂｙＮ
ｉ１－ｘ－ｙＯ的ＮｉＯ基巨介电陶瓷材料，研究了其在室温下的介电性质。

在室温下，陶瓷材料频率从１００Ｈｚ～１
０ＭＨｚ内，得到了接近１０５
数量级的相对介电常数；在掺杂材料中，Ｎｂ含量对陶瓷材料的介电性质具有显著的影响，其介电常数随着Ｎｂ含量的增加而明显减小。

通过ＸＲＤ、ＳＥＭ以及ＥＤＳ对陶瓷相成分和形貌的分析结果表明，陶瓷材料的巨介电性质归因于其具有半导性晶粒和绝缘晶界结构的内部边界层电容器模型。

关键词 陶瓷材料　溶胶－凝胶法　晶界　介电常数中图分类号：ＴＭ２８３ 文献标识码：Ａ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｇｉａｎｔ　Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ　
ｏｆ　Ｌｉ　ａｎｄ　Ｎｂ　Ｃｏ－ｄｏｐｅｄ　ＮｉＯＹＵ　Ｌｅｉ　１，ＷＡＮＧ　Ｚｈｏｎｇｌｏｎｇ１，ＦＡＮ　Ｓｈｕａｉｗｅｉ　１，ＴＡＮ　Ｘｉｎｙｕ１，ＹＵＡＮ　Ｓｏｎｇ
ｌｉｕ２
（１　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ　Ｔｈｒｅｅ　Ｇｏｒｇｅｓ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｃｈａｎｇ　
４４３００２；２　Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｈｕａｚｈｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　
ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ　４３００７４）Ａｂｓｔｒａｃｔ ＮｉＯ－ｂａｓｅｄ　ｇｉａｎｔ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｃｅｒａｍｉｃｓ　ｏｆ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｆｏｒｍｕｌａ　ＬｉｘＮｂｙＮ
ｉ１－ｘ－ｙＯ（ＬＮＮＯ）ｗｅｒｅ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｂｙｓｏｌ－ｇｅｌ　ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｔ　ｒｏｏｍ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｗｅｒｅ　ｄｉｓｕｓｓｅｄ．Ａ　ｈｉｇ
ｈ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｃｏｎｓｔａｎｔ（ａｂｏｕｔ　１０５
），ｗｈｉｃｈ　ｋｅｅｐｓ　ｃｏｎｓｔａｎｔ　ｗｉｔｈｉｎ　ａ　ｗｉｄｅ　ｒａｎｇｅ　ｏｆ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（１００Ｈｚ－１０ＭＨｚ）ａｔ　ｒｏｏｍ　ｔｅｍｐ
ｅｒａｔｕｒｅ　ｉｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ　ｃｏｎ－ｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｎｂ　ｈａｓ　ａ　ｒｅｍａｒｋａｂｌｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｉｔ′ｓ　ｆｏｕｎｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｃｏｎｓｔａｎｔ　ｄｅｃｒｅａｓｅｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　
ａｓ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　Ｎｂ　ｉｎｃｒｅａｓｅｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＸＲＤ，ＳＥＭ　ａｎｄ　ＥＤＳ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅｈｉｇｈ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｃｏｎｓｔａｎｔ　ｏｆ　ＬＮＮＯ　ｉｓ　ａｔｔｒｉｂｕｔｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｂｏｕｎｄａｒｙ　ｌａｙｅｒ　ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ，ｗｈｉｃｈ　ｍａｎｉｆｅｓｔｓｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ　ｇｒａｉｎ　ａｎｄ　ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ　
ｇｒａｉｎ　ｂｏｕｎｄａｒｙ．Ｋｅｙ　
ｗｏｒｄｓ ｃｅｒａｍｉｃｓ，ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｍｅｔｈｏｄ，ｇｒａｉｎ　ｂｏｕｎｄａｒｙ，ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｃｏｎｓｔａｎｔ　＊国家自然科学基金（
１１１７４１７９；１１０４７０１１）　喻磊：男，１９８７年生　王忠龙：男，１９６３年生，教授，主要从事低维凝聚态物理研究　Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｚｌｓａｎｘｉａ＠ｙ
ａｈｏｏ．ｃｎ０　引言
近年来，高介电材料由于在微器件领域（如电容器、存储器）
的巨大应用前景而吸引了越来越多的注意。

最近，单价碱金属和过渡金属掺杂ＮｉＯ基的材料由于其巨大的介电常数而成为研究的热点，其化学式为ＡｘＢｙＮｉ１－ｘ－ｙＯ，其中Ａ为Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ；Ｂ为Ｔｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｖ、Ｗ。

而且这类材料是非
钙钛矿的、非铁电的、无铅的陶瓷材料［１－１５］。

这种陶瓷材料的巨介电性质的产生机理普遍认为是其具有内部边界层电
容器模型［
３］。

然而，这还需要更多的实验研究来证实。

本实验我们使用另一种过渡金属Ｎｂ作为Ｂ位掺杂元
素，通过溶胶－凝胶法制备Ｌｉ和Ｎｂ共掺ＮｉＯ（ＬＮＮＯ）陶瓷。

结果显示，室温下ＬＮＮＯ陶瓷在非常宽的频率范围内，
具有相当可观的介电常数（１０４～１
０５
）。

利用ＸＲＤ、ＳＥＭ和ＥＤＳ等方法表征材料的结构以及形貌，结果显示，ＬＮＮＯ陶瓷的巨介电常数归因于陶瓷的半导性晶粒和绝缘晶界的特殊结构，同时，晶粒尺寸对介电性质有明显的影响。

这为ＬＮＮＯ陶瓷的实际应用创造了一定的条件。

１　实验
采用高纯度的Ｎｉ（ＮＯ３）２·６Ｈ２Ｏ、（ＮＨ４）３［ＮｂＯ－（Ｃ２Ｏ４）３］、ＬｉＮＯ３以及柠檬酸作为原材料。

不同组分的ＬｉｘＮｂｙＮ
ｉ１－ｘ－ｙＯ［ｘ＝０．３０、ｙ＝０．０２（ＬＮＮＯ－０２）、ｙ＝０．０４（ＬＮＮＯ－０４）、ｙ＝０．０６（ＬＮＮＯ－０６）、ｙ＝０．０８（ＬＮＮＯ－０８）、ｙ＝０．１０（ＬＮＮＯ－
１０）］多晶陶瓷样品按照一定的化学配比，依如下步骤进行制备：首先将５ｇ柠檬酸溶于９５ｍＬ蒸馏水中，在室温下用磁力搅拌器不断搅拌，之后将５ｍＬ聚乙烯醇加入溶液中并搅拌均匀，得到网格状的络合物；然后按化学计量比加入Ｎｉ（ＮＯ３）２·６Ｈ２Ｏ、（ＮＨ４）３［ＮｂＯ（Ｃ２Ｏ４）３］、ＬｉＮＯ３到溶液中，不断搅拌并加热到１００℃，形成透明的凝胶。

凝胶在１２０℃的干燥箱内烘干１２ｈ。

干燥后的凝胶在９００℃的温控炉里煅烧１ｈ，随炉冷却至室温。

研磨后得到超细粉末，压至直径为１０ｍｍ、厚度为１ｍｍ左右的片。

最后将圆片放置１２５０℃煅烧４ｈ。

采用Ｘ′Ｐｅｒｔ　ＰＲＯ型Ｘ射线衍射仪和ＭＺ－００４３９－００型的扫描电子显微镜对样品的相结构和微观形貌进行分析，采用
·
９９·Ｌｉ和Ｎｂ共掺ＮｉＯ的巨介电性质研究／喻　磊等
ＷＫ６５００Ｂ型介电测试仪对样品的介电性能进行分析。

测定样品在１００Ｈｚ～１０ＭＨｚ范围内介电常数随频率的变化，以及Ｎｂ含量对介电性质的影响。

２　结果与讨论
图１为不同Ｎｂ含量掺杂的ＬＮＮＯ陶瓷的Ｘ射线衍射图（（ａ）为ＬＮＮＯ－０２，（ｂ）为ＬＮＮＯ－０４，（ｃ）为ＬＮＮＯ－
０６，（ｄ）为ＬＮＮＯ－０８，（ｅ）ＬＮＮＯ－１０）。

从图１中可以清晰地看出各组分样品都是以ＮｉＯ为主相。

当Ｎｂ含量为２％时，
第二相的峰并不明显，随着Ｎｂ含量的增加，第二相ＬｉＮｂＯ３的峰越来越强，当Ｎｂ含量达到１０％时，第二相的峰分裂成２个，说明此时第二相发生了相变。

图２为扫描电子显微镜（ＳＥＭ）观察到的ＬＮＮＯ陶瓷的形貌。

从图２中可以明显地
看到晶粒和晶界结构，并且Ｎｂ含量对晶粒尺寸有显著影响，晶粒尺寸随着Ｎｂ含量的增加，由１０μｍ减小至５μ
ｍ左右。

图３为ＬＮＮＯ－０２的ＥＤＳ分析图。

图３（ａ）为ＬＮＮＯ－０２样品的表面结构，其标注的数字是ＥＤＳ的三个测量点；
图３（ｂ）为晶界上的测量点２（见图３（ａ））的ＥＤＳ谱图，可以明显地看到Ｎｂ元素的峰；图３（ｃ）为图３（ａ）中三个测量点的Ｎｂ元素的含量，可以清晰地看到，在晶界和晶粒内部都含有Ｎｂ元素，但是在晶界上Ｎｂ元素的含量明显高于在相邻晶粒内部的Ｎｂ元素的含量。

ＥＤＳ的结果表明，大部分Ｎｂ元素聚集在晶界处，形成了第二相ＬｉＮｂＯ３，
这与ＸＲＤ结果相符。

图４为室温下不同Ｎｂ含量的陶瓷的介电常数与频率的变化关系。

从图４中可以看出，各组分下的介电常数都显示
出可比拟铁电氧化物和弛豫型氧化物的介电常数（１０４～１０５
）。

而且，从图５中可以发现，随着Ｎｂ含量的增加，
介电常数明显下降。

当Ｎｂ含量为２％时，
其介电常数最大；当Ｎｂ含量增至８％时，
介电常数减小得非常缓慢，可以认为趋于饱和。

由于ＬＮＮＯ陶瓷材料的非铁电特性，其巨介电特性是其半导晶粒与绝缘晶界这种特殊的结构产生的，这从ＳＥＭ以及ＥＤＳ图片中可清晰地看到。

在施加外场的情况
下，富含Ｎｂ元素的晶界层阻挡了载流子的通道。

正负电荷就聚集在绝缘层的两侧，
电荷朝外电场相反的方向聚集，这种结构就可被看作微型电容器模型［
６］。

根据边界电容器模型，
介电常数可以简单表示为： ε≈ε０
ｄ／ｔ其中：ｄ为晶粒尺寸，ｔ为晶界厚度，ε０为边界层的介电常数（为１０～５０）。

从图５中可以看出，介电常数的减小与Ｎｂ元素的含量有非常紧密的联系，这是由于随着Ｎｂ含量的增加，晶粒尺寸迅速减小所导致，同时，晶界处的绝缘层厚度逐渐增加，这已在ＳＥＭ结果上得到证实，因此用内部边界层电容器模型来解释ＬＮＮＯ陶瓷材料的巨介电性质是合理的。

从
图４中还可以看到，在很宽的频率范围（１０２～１０７
）内，各组分样品的介电常数变化不大，特别是在１０５～１０７　
Ｈｚ的范围内，其介电常数比其他元素掺杂的ＮｉＯ基介电常数大［３－６］。

图３　ＬＮＮＯ－
０２的ＥＤＳ分析图Ｆｉｇ．３　Ｔｈｅ　ａｎａｌｙ
ｓｉｓ　ｃｈａｒｔｓ　ｏｆ　ＥＤＳ　ｏｆ　ＬＮＮＯ－０２·００１·材料导报Ｂ：研究篇 ２
０１２年１０月（下）第２６卷第１０期
图６为不同Ｎｂ含量的ＬＮＮＯ陶瓷的介电损耗常数与频率之间的关系。

从图６中可以看出，所有样品只有在高频
范围内（１０５～１
０７　
Ｈｚ）才显示出较低的介电损耗常数，其中Ｎｂ含量为２％的样品显示出的介电损耗常数最低。

图７为
介电损耗常数与Ｎｂ含量的关系，可以发现，当Ｎｂ含量为２％时，介电损耗常数最小，随着Ｎｂ含量的增加，损耗常数不断增加，当Ｎｂ含量达到６％左右时，介电损耗常数最大，继续增加Ｎｂ含量，
介电损耗常数急剧减小。

３　结论
通过溶胶－凝胶法制备出ＬｉｘＮｂｙＮｉ１－ｘ－ｙＯ（ｘ＝０．３０；０．０２≤ｙ≤０．１０）系列的陶瓷材料，在室温下得到了接近于１０５的相对介电常数，并且陶瓷材料的介电常数在１０２
～
１０７　
Ｈｚ的频率范围内稳定性比较高。

其中样品Ｌｉ０．３０Ｎｂ０．０２
－Ｎｉ０．６８Ｏ具有最高的介电常数（
１０５）和最低的介电损耗。

Ｎｂ元素的掺杂显著影响了陶瓷的晶粒尺寸，继而影响材料的介电性质。

Ｌｉ和Ｎｂ共掺ＮｉＯ陶瓷可以用内部边界层电容器
模型来解释。

参考文献
１　Ｋｉｍ　Ｂ　Ｇ，Ｃｈｏ　Ｓ　Ｍ，Ｋｉｍ　Ｔ　Ｙ，ｅｔ　ａｌ．Ｇｉａｎｔ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐ
ｅｒ－ｍｉｔｔｉｖｉｔｙ　ｏｂｓｅｒｖｅｄ　ｉｎ　Ｐｂ－ｂａｓｅｄ　ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ　ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ［Ｊ］．Ｐｈｙ
ｓ　Ｒｅｖ　Ｌｅｔｔ，２００１，８６（１５）：３４０４２　Ｍａｅｎｓｉｒｉ　Ｓ，Ｔｈｏｎｇｂａｉ　Ｐ，Ｙａｍｗｏｎｇ　
Ｔ，ｅｔ　ａｌ．Ｇｉａｎｔ　ｄｉｅｌｅｃ－ｔｒｉｃ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｉｎ（Ｌｉ，Ｔｉ）－ｄｏｐｅｄ　ＮｉＯ　ｃｅｒａｍｉｃｓ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ　ｂｙ
ｔｈｅ　ｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅｄ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ｍａｔｅｒ，２００７，５５（８）：２８５１
３　Ｗｕ　Ｊ，Ｎａｎ　Ｃ　Ｗ，Ｌｉｎ　Ｙ　Ｈ，ｅｔ　ａｌ．Ｇｉａｎｔ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐ
ｅｒｍｉｔｔｉｖｉ－ｔｙ　ｏｂｓｅｒｖｅｄ　ｉｎ　Ｌｉ　ａｎｄ　Ｔｉ　ｄｏｐｅｄ　ＮｉＯ［Ｊ］．Ｐｈｙｓ　Ｒｅｖ　Ｌｅｔｔ，２００２，８９（２１）：２１７６０１
４　Ｌｉｎ　Ｙ　Ｈ，Ｗａｎｇ　Ｊ，Ｊｉａｎｇ　Ｌ，ｅｔ　ａｌ．Ｈｉｇｈ　ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ　
Ｌｉ　ａｎｄＡｌ　ｄｏｐｅｄ　ＮｉＯ　ｃｅｒａｍｉｃｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌ　Ｐｈｙ
ｓ　Ｌｅｔｔ，２００４，８５（２３）：５６６４
５　Ｌｉｎ　Ｙ　Ｈ，Ｊｉａｎｇ　
Ｌ，Ｚｈａｏ　Ｒ，ｅｔ　ａｌ．Ｈｉｇｈ－ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ　ｃｏｒｅ／ｓｈｅｌｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ　
ＮｉＯ－ｂａｓｅｄ　ｃｅｒａｍｉｃｓ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｒｅ－ｓｐｏｎｓｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ［Ｊ］．Ｐｈｙｓ　Ｒｅｖ　Ｂ，２００５，７２（１）：０１４１０３６　Ｌｉｎ　Ｙ　Ｈ，Ｌｉ　Ｍ，Ｎａｎ　Ｃ　Ｗ，ｅｔ　ａｌ．Ｇｒａｉｎ　ａｎｄ　ｇｒａｉｎ　ｂｏｕｎｄａｒｙ
ｅｆｆｅｃｔｓ　ｉｎ　ｈｉｇｈ－ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ　
ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ＮｉＯ－ｂａｓｅｄ　ｃｅｒａｍｉｃｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌ　Ｐｈｙｓ　Ｌｅｔｔ，２００６，８９（３）：０３２９０７７　Ｃｈｅｎｇ　Ｂ，Ｌｉｎ　Ｙ　Ｈ，Ｍｅｉ　Ａ，ｅｔ　ａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｇｒａｉｎ　ｍｏｄｉｆｉｃａ－ｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ａ０．０３Ｔｉ０．１０Ｎｉ０．８７Ｏ（
Ａ：Ｋ＋，Ｍｇ２＋，Ｙ３＋
）ｃｅｒａｍｉｃｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌ　Ｐｈｙ
ｓ　Ｌｅｔｔ，２００８，９２（１４）：１４２９０３
８　Ｊａｎａ　Ｐ　Ｋ，Ｓａｒｋａｒ　Ｓ，Ｃｈａｕｄｈｕｒｉ　Ｂ　Ｋ，ｅｔ　ａｌ．Ｌｏｗ　ｌｏｓｓ　ｇ
ｉａｎｔｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　ＫｘＴｉｙＮ
ｉ１－ｘ－ｙＯｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ａｐｐｌ　Ｐｈｙｓ　Ｌｅｔｔ，２００６，８８（１８）：１８２９０１．１９　Ｊａｎａ　Ｐ　Ｋ，Ｓａｒｋａｒ　Ｓ，Ｓａｋａｔａ　Ｈ，ｅｔ　ａｌ．Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｄｉｅ－
ｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ＮａｘＴｉｙＮ
ｉ１－ｘ－ｙＯ（ｘ＝０．０５－０．３０，ｙ＝０．０２）［Ｊ］．Ｊ　Ｐｈｙｓ　Ｄ：Ａｐｐｌ　Ｐｈｙ
ｓ，２００８，４１（６）：０６５４０３·
１０１·Ｌｉ和Ｎｂ共掺ＮｉＯ的巨介电性质研究／喻　磊等（下转第１１８页）
部分晶粒开始长大，排列逐渐有序化。

表３和表４分别为图５（ｉ）中Ｃ区域和图５（ｊ）中Ｄ区域的ＥＤＳ分析结果，由表３、表４可知，Ｃ区域为原位合成的莫来石相，Ｄ区域为钇铝石榴石。

表３　Ｃ区域ＥＤＳ分析
Ｔａｂｌｅ　３　ＥＤＳ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｆｏｒ　Ｃ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ
Ｅｌｅｍｅｎｔ　ｗｔ％ａｔ％
Ｏ　Ｋ　５０．７２　６３．５８
Ａｌ　Ｋ　４２．０３　３１．２５
Ｓｉ　Ｋ　７．２５　５．１７
Ｔｏｔａｌｓ　１００　１００
表４　Ｄ区域ＥＤＳ分析
Ｔａｂｌｅ　４　ＥＤＳ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｆｏｒ　Ｄ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ
Ｅｌｅｍｅｎｔ　ｗｔ％ａｔ％
Ｏ　Ｋ　３３．７８　６２．０１
Ａｌ　Ｋ　２１．２９　２３．１６
Ｙ　Ｋ　４４．９３　１４．８３
Ｔｏｔａｌｓ　１００　１００
３　结论
（１）在１２５０～１４５０℃烧结，同样粒度配比的两种型芯的收缩率均随烧结温度的升高而不断增大，且试样Ａ（只添加氧化硅作为矿化剂的型芯试样）的收缩率高于试样Ｂ（只添加氧化钇作为矿化剂的型芯试样）的收缩率。

（２）在室温抗弯强度方面，随着烧结温度的升高，试样Ａ呈先升高后降低的趋势，在１４００℃时达最大值；而试样Ｂ则随烧结温度的升高不断增大，在１４５０℃之前其强度均小于试样Ａ的强度。

（３）随着烧结温度的升高，试样Ａ由于生成越来越多的莫来石，同时消耗掉玻璃相，因此高温挠度逐渐减小，而试样Ｂ虽有少许钇铝石榴石的生成，但其高温挠度仍很大，随着烧结温度的升高，只出现了少许的波动。

（４）在相同的烧结温度下（１２５０～１４５０℃）只添加氧化硅的型芯的综合性能优于只添加氧化钇的型芯的综合性能。

参考文献
１　Ｌｉｕ　Ｄａｘｉａｎｇ（刘大响），Ｊｉｎ　Ｊｉｅ（金捷）．Ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｓｐｅｃｔ　ｏｆ　ｗｏｒｌｄ　ａｅｒｏｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎｔｈｅ　２１ｓｔ　ｃｅｎｔｕｒｙ（２１世纪世界航空动力技术发展趋势与展望）［Ｊ］．Ｅｎｇ　Ｓｃｉ（中国工程科学），２００４，６（９）：１
２　Ｈｕｓｅｂｙ　Ｉ　Ｃ，Ｂｏｒｏｍ　Ｍ　Ｐ，ｅｔ　ａｌ．Ｈｉｇｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｃｈａｒａｃｔｅ－ｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｉｌｉｃａ－ｂａｓｅ　ｃｏｒｅｓ　ｆｏｒ　ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．Ａｍ　ＣｅｒａｍＳｏｃ　Ｂｕｌｌ，１９７９，５８（４）：４４８
３　Ｒｏｎａｌｄ　Ｊ　Ｋｅｌｌｅｒ，ｅｔ　ａｌ．Ｃｅｒａｍｉｃ　ｃｏｒｅ　ａｎｄ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｍａｋｉｎｇ：ＵＳ，６５７８６２３［Ｐ］．２００３－０６－１７
４　Ｓｔｅｖｅｎ　Ｋ，ｅｔ　ａｌ．Ｃｅｒａｍｉｃ　ｃｏｒｅ　ｆｏｒ　ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ　ｃａｓｔｉｎｇ　ａｎｄｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ：ＵＳ，５４６８２８５［Ｐ］．１９９５－０２－２１
５　Ｑｉｎ　Ｙｅｘｉａ，Ｐａｎ　Ｗｅｉ．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｓｉｌｉｃａ　ｓｏｌ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆａｌｕｍｉｎａ－ｂａｓｅｄ　ｃｅｒａｍｉｃ　ｃｏｒｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒ　Ｓｃｉ　ＥｎｇＡ，２００９，５０８（１－２）：７１
６　Ｙｕ　Ｊｉａｎｂｏ（余建波），Ｗａｎｇ　Ｂａｏｑｕａｎ（王宝全），Ｚｅｎｇ　Ｙｕｐｉｎｇ（曾宇平），ｅｔ　ａｌ．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ＳｉＯ
２ｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎａ－ｂａｓｅｄｃｅｒａｍｉｃ　ｃｏｒｅ［Ｊ］．Ｆｏｕｎｄｒｙ（铸造），２０１１，６０（５）：４８６
７　Ｃｏｂｌｅ　Ｒ　Ｌ．Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ　ａｌｕｍｉｎａ　ａｎｄ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ：ＵＳ，３０２６２１０［Ｐ］．１９６２－０３－２０
８　Ｊｏｈｎｓｏｎ　Ｗ　Ｃ，Ｓｔｅｉｎ　Ｄ　Ｆ．Ａｄｄｉｔｉｖｅ　ａｎｄ　ｉｍｐｕｒｉｔｙ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓａｔ　ｇｒａｉｎ　ｂｏｕｎｄａｒｉｅｓ　ｉｎ　ｓｉｎｔｅｒｅｄ　ａｌｕｍｉｎａ［Ｊ］．Ｊ　Ａｍ　Ｃｅｒａｍ　Ｓｏｃ，１９７５，５８（１１－１２）：４８５
９　Ｘｕｅ　Ｍｉｎｇ（薛明），Ｃａｏ　Ｌａｍｅｉ（曹腊梅）．Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎａ　ｂａｓｅｄ　ｃｅｒａｍｉｃ　ｃｏｒｅｓ　ＡＣ－２ｆｏｒ　ｓｉｎｇｌｅｃｒｙｓｔａｌ　ｂｌａｄｅｓ（单晶空心叶片用ＡＣ－２陶瓷型芯的组织和性能研究）［Ｊ］．Ｍａｔｅｒ　Ｅｎｇ（材料工程），２００２（４）：３３
１０Ｘｕｅ　Ｍｉｎｇ（薛明），Ｃａｏ　Ｌａｍｅｉ（曹腊梅）．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｍｕｌｌｉｔｅ　ｏｎｈｉｇｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｔｉ－ｄｅｆｏｒｍｉｎｇ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎａ－ｂａｓｅｄｃｅｒａｍｉｃ　ｃｏｒｅ（莫来石对氧化铝基陶瓷型芯的高温抗变形能力的影响）［Ｊ］．Ｍａｔｅｒ　Ｅｎｇ（材料工程），２００６（６）：３３
１１Ｘｕ　Ｄｏｎｇｙａｎｇ（徐东阳），Ｌｉ　Ｄｉｃｈｅｎ（李涤尘），Ｗｕ　Ｈａｉｈｕａ（吴海华），ｅｔ　ａｌ．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｙｔｔｒｉｕｍ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｇａｒｎｅｔ　ｏｎ　ｈｉｇｈ－ｔｅｍ－ｐｅｒａｔｕｒｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎａ－ｂａｓｅｄ　ｃｅｒａｍｉｃ　ｃｏｒｅｓ（钇铝石榴石对氧化铝基陶瓷型芯高温性能的影响）［Ｊ］．Ｊ　ＡｅｒｏｎａｕｔＭａｔｅｒ（航空材料学报），２０１１，３１（２）：６７
（责任编辑　沈　恒
檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸
）
（上接第１０１页）
１０Ｈｓｉａｏ　Ｙ　Ｊ，Ｃｈａｎｇｅ　Ｙ　Ｓ，Ｆａｎｇ　Ｔ　Ｈ，ｅｔ　ａｌ．Ｈｉｇｈ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　Ｌｉ　ａｎｄ　Ｔａ　ｃｏｄｏｐｅｄ　ＮｉＯ　ｃｅｒａｍｉｃｓ［Ｊ］．Ｊ　ＰｈｙｓＤ：Ａｐｐｌ　Ｐｈｙｓ，２００７，４０（３）：８６３
１１Ｔｈｏｎｇｂａｉ　Ｐ，Ｐｏｎｇｈａ　Ｓ，Ｙａｍｗｏｎｇ　Ｔ，ｅｔ　ａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　Ｆｅ，Ｔｉ，ａｎｄ　Ｖ　ｄｏｐｉｎｇ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｐｒｏ－ｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｇｒａｉｎ　ａｎｄ　ｇｒａｉｎ　ｂｏｕｎｄａｒｙ　ｏｆ　ｇｉａｎｔ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ＮｉＯ－ｂａｓｅｄ　ｃｅｒａｍｉｃｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌ　Ｐｈｙｓ　Ｌｅｔｔ，２００９，９４（２）：０２２９０８
１２Ｃｈｅｎ　Ｇ　Ｊ，Ｈｓｉａｏ　Ｙ　Ｊ，Ｃｈａｎｇ　Ｙ　Ｓ，ｅｔ　ａｌ．Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｈｉｇｈｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　Ｌｉ０．０１Ｍ０．０５Ｎｉ０．９４Ｏ（Ｍ＝Ｖ　ａｎｄ　Ｗ）ｃｅｒａｍｉｃｓ［Ｊ］．Ｊ　Ａｌｌｏｙｓ　Ｃｏｍｐｄ，２００９，４７４（１－２）：２３７１３Ｔａｎｇｗａｎｃｈａｒｏｅｎ　Ｓ，Ｔｈｏｎｇｂａｉ　Ｐ，Ｙａｍｗｏｎｇ　Ｔ，ｅｔ　ａｌ．Ｄｉｅ－ｌｅｃｔｒｉｃ　ａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｇｉａｎｔ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ（Ｌｉ，Ａｌ）－ｄｏｐｅｄ　ＮｉＯ　ｃｅｒａｍｉｃｓ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒ　Ｃｈｅｍ　Ｐｈｙｓ，２００９，１１５（２－３）：５８５
１４Ｐｏｎｇｈａ　Ｓ，Ｔｈｏｎｇｂａｉ　Ｐ，Ｙａｍｗｏｎｇ　Ｔ，ｅｔ　ａｌ．Ｇｉａｎｔ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅ　ａｎｄ　ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｉｎ（Ｌｉ，Ｖ）－ｄｏｐｅｄ　ＮｉＯ　ｃｅｒａｍｉｃｓ［Ｊ］．Ｓｃｒｉｐｔａ　Ｍａｔｅｒ，２００９，６０（１０）：８７０
１５Ｐｅｒｔｓｅｖ　Ｎ　Ａ，Ａｒｌｔ　Ｇ，Ｚｅｍｂｉｇｏｔｏｖ　Ａ　Ｇ，ｅｔ　ａｌ．Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ｏｆａｇｉａｎｔ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ａｎｏｍａｌｙ　ｉｎ　ｕｌｔｒａｔｈｉｎ　ｐｏｌｙｄｏｍａｉｎ　ｆｅｒｒｏｅｌｅｃ－ｔｒｉｃ　ｅｐｉｔａｘｉａｌ　ｆｉｌｍｓ［Ｊ］．Ｐｈｙｓ　Ｒｅｖ　Ｌｅｔｔ，１９９６，７６（８）：１３６４
（责任编辑　沈　恒）
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·材料导报Ｂ：研究篇 ２０１２年１０月（下）第２６卷第１０期。