CaCu_3Ti_4O_12_陶瓷显微结构及介电性能

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CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷的巨介电响应机理

Ｍｅｎｉ，ｅｉｉｉｉｎｆａｔｃｅｓｓｆｏ１ｏ１Ｑ‘ｍ，ｉｌｃｒｏｓａｔｓａｒｐｌｕｐｅｓｄｆｏ１ｔａｔｍｅｒｓｓｖｔｓｇｉｃｎｌｉｒａｅｍ０ｔ０ｔｙｉｙｎｒｃｄｅｅｔｃｃｎｔｎｂｕｔｓｐｒｓｅｍ０ｏｉｉｙｒ
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（ｏｌｇｆｔｒｌＳｉｃｎｎｉｅｒｇＦｚｏｉｅｓｙＦｚｏ５１８ＣｉａＣｌｅＭａｅａｓｃｎｅｄＥｇｎｅｎ，ｕｈｕＵｎｖｒｉ，ｕｈｕ３００，ｈｎ）ｅｏｉｅａｉｔ
ＴＯ２采用阎相反应法烧结制备名义成分为ＣＣ３ＭｎＴ４２￣００）ＣＣ３ｉＩｙ１Ｌ＝￣．）陶瓷。通ｉ、ａｕｘｉ（－．和ａｕＴ４ｖＯ２ｖＯＯ１的Ｏ１３一ｎ过微结构和电性能的演变讨论ＣＴ陶瓷的巨介电响应机理。结果表明：加入少节Ｍｎ后，所有陶瓷均为体心ＣＯＯ２
ｐｏｒｉｓｒｅｔｅ．ＴｈｅｒｓｔｈｗｈａｅｕｌｓｓｏｔｔＣＣＴＯｅａｉｓｗｉｈａｓａｌａｏｔｏｎ２ｓｃｒｍｃｔｍｌｍｕｎｆＭ０ｕｂｓｉｉｘｂｉＢＣＣｅｏｓｔｔｔｏｎｅｈｉｔｕｔｐｒｖｋｉｅ
ｄｅｅｔｉｅｐｎｅｉｉｌｃｒｃｒｓｏｓｎＣＣＴｃｒｍｉｓｗａｉｃｓｅｎｖｅｏｃｏｔｕｔｒｖｌｔｎａｄｖｒａｉｎｏｌｃｒＯｅａｃｓｄｓｕｓｄｉｉｗｆｍｉｒｓｒｃｕｅｅｏｕｉｎａｉｔｆｅｅｔｃｏｏｉ

CaCu_3Ti_4O_12_块材和薄膜的巨介电常数

图 2 CaCu3 Ti4O12薄膜和块材的 XRD 曲线 ( S 表示来自衬底 LaAlO3 的衍射峰 ,Ag 表示来自银电极的衍射峰 ,插图是块材和薄膜 (004) 衍射谱的比较)
图 3 给出了块材和薄膜相对介电常数 ε′随温度的变化关系. 1kHz 频率下在温度为 100 —300 K 范围内 ,块材ε′基本保持在 14000 附近不变. 这个数值高于文献的报道[6] . 在同样的频率和温度范围内 ,薄膜的介电常数值高达 14700 , 高于块材的数值. 在 BaTiO3 材料中 ,所报道的薄膜的介电常数值通常远低于块材的数值[8] ,而在我们的实验中 ,却得到了介电常数高于块材的 CaCu3 Ti4O12 薄膜材料. 我们认为择优取向的薄膜在外电场作用下 ,可以使偶极子择优排列 ,所以介电常数很大. 类似地 ,文献报道的单晶的介电常数值[2] 比块材[1] 几乎大一个数量级 ,也可以为判断这个问题提供证据.
赵彦立1) 焦正宽1) 2) 曹光旱1)
1) (浙江大学物理系 ,杭州 310027) 2) (台州学院物理系 ,临海 317000) (2002 年 7 月 12 日收到 ;2002 年 10 月 31 日收到修改稿)
用固相反应法和脉冲激光沉积 (PLD) 制备了 CaCu3 Ti4O12 块材和薄膜 ,获得了相对介电常数ε′(1kHz ,300 K) 高于 14000 的介电特性 , 是目前该体系最好的结果. 报道了 (00 l) 取向高质量 CaCu3 Ti4O12 外延薄膜及其介电性质. CaCu3 Ti4O12 相对介电常数ε′在 100 —300 K温度范围内基本保持恒定 ,稳定性好. 基于跳跃电导模型 ,对 CaCu3 Ti4O12 薄膜介电电导的频率依赖关系作了合理解释.

CaCu3Ti4O12高介电陶瓷材料的制备和性能研究

维普资讯
第２４卷第１期２００８年２月
黄
石
理
工
学
院
学
报
Ｖ０．４Ｎ．１２ｏ１
Ｆｅｂ２０８０
ＪＲＮＡＬＯＯＵＦＨＵＡＮＨＩＩＳＩＴＣＧＳＮＴＴＵＥＯＦＴＨＮＯＬＥＯＧＹ
文章编号：０８— ２５２０）１— ００一ｏ１０８４（０８Ｏ０１４
ＣＣ３ｉＯ２介电陶瓷材料的制备和性能研究ａｕＴ４高
余之松任桂华
（湖北师范学院，湖北黄石４５０；石理工学院，３０２黄湖北黄石４５０）３０３
ｓｏｈｔｔｅｓｒｃｕｅｏＣＯｃｌｉｅｔ１１０ｈｗｔａｈｔｔｒｆＣＴａｃｎｄａ０ ℃ ｆｒ２ｈｉｂｄｕｏ０Ｓｏｙ—ｃｎｅｅｅｔｒｄ—ｃｂｃｗｔｒｓａｏｓａｔａｕｉｉｃｙｔｃｎｔｎｃ＝０ｈｌ．７７ｎ３８ｍ．ＳＭｃｏｒｐｓｓｏａｅｇａｎｆｈｐｃｍｅｓａｏａｔｄｕｉｒ，ｔｅｇａｎｓｚｓａｏｎＥｍｉｒｇａｈｈｗｔｔｈｒｉｓｏｅｓｅｉｎｒｃｍｐｃｎｆｍｈｉｉｅｉｒｕｄ２ｈｔｔｅｎａｏｒ
ＹＺｈｓｎＵｉｏｇ
ＲＥＮｉｕ２Ｇｕｈａ
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《CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电及储能性能研究》范文

《CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电及储能性能研究》篇一范文学术论文标题：CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电及储能性能研究摘要：本文着重研究了CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电性能及储能性能。

通过实验测试和理论分析，探讨了其介电常数、介电损耗、击穿强度等关键参数，并对其储能密度、充放电性能等进行了深入研究。

本文旨在为该类型陶瓷材料在储能领域的应用提供理论支持和实践指导。

一、引言CaCu3Ti4O12基陶瓷作为一种新型功能材料，因其具有高介电常数、低介电损耗等优点，在储能领域具有广阔的应用前景。

研究其介电及储能性能，对于提高其在实际应用中的性能具有重要意义。

本文通过实验测试和理论分析，对CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电及储能性能进行了深入研究。

二、实验方法与材料制备本实验采用传统固相反应法制备CaCu3Ti4O12基陶瓷。

首先，将原料按一定比例混合、球磨、干燥，然后进行预烧、成型和烧结等工艺过程。

在制备过程中，严格控制温度、时间和气氛等参数，以保证陶瓷材料的性能稳定。

三、介电性能研究1. 介电常数与介电损耗：通过测量不同频率下CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电常数和介电损耗，发现其介电常数随频率的增加而降低，而介电损耗则随频率的增加呈现先减小后增大的趋势。

这表明该材料在高频下具有较好的介电性能。

2. 击穿强度：通过测量击穿电压和击穿场强，发现CaCu3Ti4O12基陶瓷具有较高的击穿强度，表明其具有较好的绝缘性能。

四、储能性能研究1. 储能密度：通过测量不同电场下的充放电性能，发现CaCu3Ti4O12基陶瓷具有较高的储能密度。

随着电场的增加，储能密度逐渐增大，但当电场达到一定值时，储能密度趋于饱和。

2. 充放电性能：该材料具有较好的充放电性能，充放电过程中无明显的极化现象。

此外，该材料具有较快的充放电速度和较低的内耗。

五、结果讨论根据实验结果，CaCu3Ti4O12基陶瓷具有较高的介电常数、较低的介电损耗和较高的击穿强度，这使其在储能领域具有广阔的应用前景。

不同化学组分对CaCu_3Ti_4O_(12)介电陶瓷性能的影响

不同化学组分对CaCu_3Ti_4O_(12)介电陶瓷性能的影响金淑华;夏海平;章践立【期刊名称】《材料导报》【年(卷),期】2007(21)F11【摘要】用溶胶-凝胶（Sol-gel）技术制备了掺杂5％、10％的Ca、Cu及Ti化学组分的化合物CaCu3Ti4O12系列纳米粉体并后续烧结成多晶陶瓷。

用XRD、SEM手段表征了烧结体的晶相和微观形貌。

通过研究样品的介电性能，发现系列金属离子的掺杂几乎没有改善样品的介电性能。

实验研究表明，经1000℃烧结、保温2h严格按照化学组分配制的CaCu3Ti4O12介电陶瓷的致密性好、晶粒均匀，具有良好的介电性能，室温下在10^2～10^5Hz宽频范围，介电常数ε达到～10^4，介电损耗低于～0.15。

【总页数】3页(P186-188)【关键词】CaCu3Ti4O12溶胶-凝胶;掺杂;介电性能【作者】金淑华;夏海平;章践立【作者单位】宁波工程学院理学院;宁波大学光电子功能材料研究所【正文语种】中文【中图分类】TQ174.758;TS721.1【相关文献】1.不同化学组分对CaCu3Ti4O12介电陶瓷性能的影响 [J], 金淑华;夏海平;章践立2.BiFeO_3掺杂对CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷结构和介电性能的影响 [J], 郑兴华;刘馨;汤德平;刘旭俐;郑可炉3.Al掺杂对CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷介电性能的影响 [J], 李媛;付志粉;曹蕾;王亚娟;刘鹏4.SiO_2添加物对CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷的微观结构与介电性能的影响 [J], 李旺;巩会玲;刘宇;刘兵发;刘桂华;杜国平5.合成工艺对CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷介电性能的影响(英文) [J],A.RAJABTABAR-DARVISHI;李伟力;O.SHEIKHNEJAD-BISHE;王黎东;李晓亮;李娜;费维栋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

高介电陶瓷材料CaCu_3Ti_4O_12_的研究现状及展望(1)

摘要ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２（以下简称ＣＣＴＯ）陶瓷是一种非铅基的、具有高介电常数且不随温度明显变化的新型高介电陶瓷材料。介绍了ＣＣＴＯ材料的研究现状，探讨了ＣＣＴＯ材料巨介电性来源，综述了ＣＣＴＯ材料制备工艺的研究以及ＣＣＴＯ材料的掺杂改性研究，并展望了今后的研究路线和思路。
２００１年，美国Ｂｒｏｏｋｈａｖｅｎ国家实验室的Ｃ．Ｃ．Ｈｏｍｅｓ［１１］在对这种钙钛矿型材料的介电性质研究中发现ＣＣＴＯ单晶样品室温下的静态介电常数高达８００００，在１００ｋＨｚ以下的介电常数几乎不变，而且低频介电常数在很广的温度区域（１００～５７３Ｋ）内几乎不随温度变化。然而，在１００Ｋ以下，其介电常数急剧变小（降至１００左右），其变化量达３个数量级。更为有趣的是通过对ＣＣＴＯ进行中子粉末衍射、高分辨 χ 射线衍射以及拉曼谱、热膨胀和比热的测量分析，结果都表明在２０～６００Ｋ范围内ＣＣＴＯ没有发生任何结构相变，即ＣＣＴＯ陶瓷没有发生铁电顺电相变。这就极大地引发了人们对于ＣＣＴＯ陶瓷巨介电性来源的思考。此外通过查阅文献发现，各文献报道的ＣＣＴＯ陶瓷样品在室温下介电常数的数据有较大的差异，大多数数据在数千到２００００之间，也有高达近３０００００［１２］。这说明ＣＣＴＯ陶瓷的介电性能与其制备工艺有着很大的联系，即具有工艺敏感性。从而引发人们的又一思考：如何确定合适的制造工艺来获得具有预料介电性能的ＣＣＴＯ陶瓷呢？

《CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电及储能性能研究》范文

《CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电及储能性能研究》篇一一、引言随着现代电子技术的飞速发展，陶瓷材料因其独特的物理和化学性质在电子器件中扮演着越来越重要的角色。

CaCu3Ti4O12基陶瓷作为一种新型的电子陶瓷材料，具有优异的介电性能和储能性能，因此在电容器、滤波器、传感器等电子设备中有着广泛的应用前景。

本文将针对CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电及储能性能进行深入研究，以期为相关领域的研发和应用提供有益的参考。

二、CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电性能研究1. 介电常数与介电损耗介电性能是陶瓷材料的重要物理性质之一，而介电常数和介电损耗则是评价介电性能的两个关键指标。

在CaCu3Ti4O12基陶瓷中，介电常数的大小直接影响到电容器的容量，而介电损耗则关系到能量的损失和器件的效率。

因此，研究CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电常数和介电损耗具有重要意义。

通过实验测定，我们发现CaCu3Ti4O12基陶瓷具有较高的介电常数和较低的介电损耗。

这主要得益于其独特的晶体结构和良好的微观组织。

此外，我们还发现，通过调整掺杂元素和烧结工艺，可以进一步优化CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电性能。

2. 频率与温度稳定性在实际应用中，陶瓷材料的介电性能往往受到频率和温度的影响。

因此，研究CaCu3Ti4O12基陶瓷在不同频率和温度下的介电性能，对于评估其在实际应用中的可靠性具有重要意义。

我们发现，CaCu3Ti4O12基陶瓷在较宽的频率范围内表现出良好的介电性能稳定性。

同时，在一定的温度范围内，其介电性能也表现出较好的稳定性。

这表明CaCu3Ti4O12基陶瓷具有较好的频率和温度稳定性，适合应用于对介电性能稳定性要求较高的电子设备。

三、CaCu3Ti4O12基陶瓷的储能性能研究储能性能是衡量陶瓷材料在电能存储领域应用潜力的重要指标。

CaCu3Ti4O12基陶瓷因其高介电常数和低损耗特性，在电能存储方面展现出良好的应用前景。

CaCu3-xMnxTi4O12陶瓷的介电性能研究

等在１６９７年网备出ＣＣ３ｉ陶瓷，其优异的介电干燥后的粉末置于炉中煅烧，温速率为５ｍｉ，烧制ａｕ４Ｔ０但升 ℃／ｎ煅性质直到２０００年才被Ｍ．．ｕｒｍｎａＡＳｂａａｉｎ等［现。与传温度为９０Ｃ，温６，后自然冷却至室温：三，煅８１发０￣持ｈ然第将
不好的影响，少量的添加就会导致其介电常数由１００多降至只有数百。１０Ｈ前Ｍｎ的添００在００ｚＯ加会使陶瓷的介电损耗大幅上升，表明Ｍｎ添加有降低电阻的效果。这Ｏ关键词：介电材料；钛矿结构；ａｕｉＭｎ介电性能高钙ＣＣ３４Ｔ０Ｏ；
添加Ｍｎ对陶瓷晶粒大小的改变影响不大，Ｏ晶粒尺寸基４０Ｈ后介电常数趋于稳定的最小值。００ｚ没有增大的趋势。
４本维持在５４１之间；当ｘ．，瓷晶粒尺寸开在低频处的高介电损耗已经远远超越介电损耗可接２的－０ｍｘ但 ≥０８时陶受Ｏ
本实验采用固态反应法制备了ＣＣＭｎＴ４】ｘａｕｘｉ２（＝Ｏ均在１０００以上，ＢＴＯ、ｂＺ，ｉ３Ｂ，）ｉ３．如ａｉ３（ｒ）及（ａｒＯ等然００２．，．０８１１ＰＴＯＳＴ，，４０６．．陶瓷样品。先，相应化学计量比称．０，，０首按而这些材料的介电性质随温度而有较大的变化，致使元取高纯度的ＣＯ、ｕＴＯ与ＭｎａＣＯ、ｉＯ等粉末置于装有适量件的稳定性较差［］ａｕＴ４是最近几年备受关注的ＺＯ球的球磨机中，加入等重量的去离子水后湿式球磨３。ＣＣ３ｉ２－５Ｏｒ高介电材料，属立方晶系钙钛矿氧化物嘲。Ａ．ｅｃａｖｅ２ｈ获得浆料，后将浆料放人烘箱中干燥２ｈ第二，Ｄｓｈｎｒｓ４然４；将

高介电材料CaCu3Ti4O(12)光电子能谱研究

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第２卷第４９期
２０年８Ｏ７月
压
电
与
声
光
Ｖｏ．９ＮＯ４１２．
Ａｕ．２０７ｇ０
ＰＥＺＬＥＣＴＥＣＩＯＥＴＲＩＳ＆ＡＣＯＵＳＣＴＯＯＰＴＩＣＳ
文章编号：０４２７（０７Ｏ — ４３０１０ — ４４２Ｏ）４ｕＴｉ。ＣＴ是一种具有钙钛矿结构Ｏ
段，因此，文利用固相反应法制备了ＣＴ电介本ＣＯ
的钛酸盐。研究发现，这类化合物具有很高的介电常数（０）强烈的非线性电流一１，电压性质及好的温度特性ｌ］因此，Ｃ１，ＣＴＯ样品在铁电、电、功率压大电容器、关和气敏器件等方面具有很好的应用前开景。与目前广泛使用的ＢＴｉ。化合物相比，ＣａＯ类Ｃ— ＴＯ的合成温度较低，１１０仅０Ｃ就可烧结，Ｂ — 而ａＴｉ类化合物则要到１３０。并且，ＣＯ。５Ｃ，ＣＴ０不需要掺杂就可达到很大的介电常数。而ＢＴｉ类化ａＯ。合物要达到较好的应用特性，一般都是经过掺杂改性的。因此，ＣＣＴＯ已成为一种极有希望的功能材料，近年来人们一直对ＣＴ０的研究充满了兴趣。Ｃ目前，们已通过各种方法合成了ＣＴ样人ＣＯ品，电导的研究显示ＣＴＯ样品中存在电荷重分光Ｃ布现象］。而Ｘ射线、一中子衍射以及电子结构计

CaCu3Ti4O12陶瓷介电性能的研究

CaCu3Ti4O12陶瓷介电性能的研究CaCu3Ti4O12陶瓷介电性能的研究引言CaCu3Ti4O12（简称CCTO）是一种重要的多功能陶瓷材料，具有优异的介电性能。

随着其在电子工业、磁性材料和储能器件等领域的广泛应用，对其介电性能的研究变得尤为重要。

本文旨在系统地探讨CCTO陶瓷的介电性能、制备方法以及影响因素。

一、CCTO陶瓷的介电性能CCTO陶瓷具有极高的介电常数，通常在10^4至10^5之间。

这主要归因于CCTO中多个金属氧化物所引起的极化效应以及其特殊的晶体结构。

除了高介电常数外，CCTO还具有低损耗和温度稳定性高的特点，这使得它成为理想的介电材料。

二、CCTO陶瓷的制备方法目前，常用的制备CCTO陶瓷的方法主要有固相法、溶胶-凝胶法和水热法等。

其中，固相法是最常见的方法之一。

制备CCTO陶瓷的关键是合成高纯度的Ca、Cu、Ti原料，采用适当的配方和煅烧工艺进行反应。

溶胶-凝胶法和水热法相对较新，利用溶胶-凝胶方法可以得到具有优异性能的纳米CCTO陶瓷。

三、影响CCTO陶瓷介电性能的因素1. 元素配比：CCTO陶瓷的介电性能受到元素配比的影响。

不同比例的Ca、Cu、Ti元素会导致晶体结构和晶格常数的变化，进而影响其介电性能。

2. 烧结工艺：烧结温度和时间等热处理参数也会对CCTO陶瓷的介电性能产生重要影响。

合适的烧结工艺能够提高CCTO陶瓷的致密度和晶体结构的完整性，从而改善其介电性能。

3. 杂质控制：CCTO陶瓷的性能会受到杂质元素的影响。

一些常见的杂质元素，例如Fe、Mn等，会影响CCTO陶瓷的晶体结构和电子迁移率，从而降低其介电性能。

4. 粒径控制：CCTO陶瓷的颗粒粒径也会影响其介电性能。

较小的颗粒有助于提高陶瓷的致密度和晶体结构的完整性，从而提高其介电性能。

结论CCTO陶瓷作为一种高性能介电材料，在电子工业和储能器件领域具有广泛应用前景。

制备高性能CCTO陶瓷的关键是合适的制备方法和优化的工艺参数。

CaCu 3 Ti4 O 12 高介电陶瓷材料的制备和性能研究

收稿日期:2007-10-11作者简介:余之松(1967—　),男,湖北蕲春人,讲师,本科。

文章编号:1008-8245(2008)01-0010-04CaCu 3Ti 4O 12高介电陶瓷材料的制备和性能研究余之松1　任桂华2(1湖北师范学院,湖北黄石435002;2黄石理工学院,湖北黄石435003)摘　要:采用固相反应法制备了CaCu 3Ti 4O 12(CCT O )高介电陶瓷材料,X 射线衍射的结果表明,在烧结温度1100℃下保温20小时制备的CaCu 3Ti 4O 12样品的晶体结构为体心立方,晶格常数a c =0.7378n m,扫描电镜的形貌研究显示制备的样品致密均匀,晶粒尺寸一般在2～3μm 之间,晶界非常清晰。

介电性质的测量显示所制备的CaCu 3Ti 4O 12材料的介电常数随频率增加而减小,在频率为100Hz 时最大,达到65000;当频率为5kHz时,介电常数下降到最大时的10%;在100～3×105Hz 频率范围内,介电损耗随着频率的增加而减小,而在频率大于3×105Hz 时,介电损耗随着频率的增加而增加;当频率为3×105Hz 时,CCT O 的介电损耗最小为0.42。

关键词:CaCu 3Ti 4O 12陶瓷;固相反应法;介电常数中图分类号:O487 文献标识码:AOn the Preparati on and Properti es of CaCu 3Ti 4O 12Y U Zhisong 1　REN Guihua2(1Hubei Nor mal University,Huangshi Hubei 435000;2Huangshi I nstitute of Technol ogy,Huangshi Hubei 435003)Abstract:CaCu 3Ti 4O 12(CCT O )with high dielectric constant is p repared by s olid state reacti on .XRD patterns results show that the structure of CCT O calcined at 1100℃for 20h is body -centered -cubic with crystal constant ac =0.7378n m.SE M m icr ographs show that the grains of the s peci m ens are compact and unif or m,the grain size is ar ound 2～3μm and grain boundary see m s clear .D ielectric constant measure ments show that the dielectric constant of CCT Ocera m ics decreases with the increase of the frequency,it reaches its maxi m u m of 65000at 100Hz,and reaches its m ini m u m at 5000Hz,which is about 10%of the maxi m u m.The dielectric l oss decreases with the increasing of fre 2quency in the range of 100～3×105Hz,and increases when the frequency is larger than 3×105Hz,and the m ini 2mu m of the dielectric l oss is 0.42at 3×105Hz .Key words:CaCu 3Ti 4O 12cera m ics;s olid state reacti on;dielectric constant0　引言钙钛矿类化合物钛酸钡BaTi O 3有巨大的介电系数(ε=1000～20000),人们一直对它的研究充满了兴趣。

非化学计量比巨介电CaCu_3Ti_4O_12_陶瓷研究

非化学计量比巨介电CaCu3T i4O12陶瓷研究*梁桃华,胡永达,杨邦朝,杨仕清,马嵩,赖玲庆(电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川成都610054)摘要: 采用固相反应法制备了不同化学计量比的CaCu3Ti4O12(简称CCT O)陶瓷。

当Ca、Cu、T i的原子摩尔比为1.08 3.00 4.44时,获得了相对介电常数在1kH z下高达4105(1kH z)的巨介电CCTO陶瓷,其介电常数比标准化学计量比CCT O陶瓷高约一个数量级。

结合XRD、SEM、EDX等分析表征结果,对巨介电常数的物理机理进行了探讨。

关键词: CCT O;非化学计量比;巨介电常数;机理中图分类号: TB34;O487文献标识码:A 文章编号:1001 9731(2010)02 0211 031 引言随着微电子技术和信息产业的不断发展,电子元器件日益小型化和集成化,高介电材料在大容量电容器和动态随机存储器等领域有着广阔的应用前景[1]。

近几年来,类钙钛矿结构的CaCu3T i4O12(简称CC T O)由于其在较宽的频率范围内(f<1M H z)具有很高的相对介电常数( r!104)[2,6,10,11]、较低的介电损耗和高介电常数温度稳定性(100~500K温度范围内 r 基本不变)等特性,因而引起了研究人员的极大关注[2~11]。

目前对CCT O陶瓷的研究,主要限于化学计量比(Ca、Cu、Ti原子摩尔比为1 3 4)烧制得到CCTO 陶瓷[2,6,10,11]。

少数研究者研究了某一元素微过量对CCT O介电性能的影响,如Wu等[3]研究了CuO微过量对CCTO介电性能影响,Li等[4,5]研究了T iO2微过量对CCT O晶界及介电性能影响,发现它们都能降低介电损耗,但同时也伴随介电常数的下降。

以CaCO3、CuO和T iO2为球磨原料,用固相反应法制备了不同Ca、Cu、T i原子摩尔比的CCTO陶瓷。

《CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电及储能性能研究》

《CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电及储能性能研究》篇一一、引言随着电子技术的飞速发展，陶瓷材料因其独特的物理和化学性质在众多领域中得到了广泛的应用。

CaCu3Ti4O12基陶瓷作为一种典型的复相材料，具有优良的介电和储能性能，因此在高能量存储和能量转换等领域具有重要的应用前景。

本文将对CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电及储能性能进行深入的研究和分析。

二、CaCu3Ti4O12基陶瓷的结构特点CaCu3Ti4O12基陶瓷属于一种复杂的复合材料体系，其晶体结构独特，具有良好的稳定性。

在组成中，Cu、Ca、Ti等元素形成了稳定的钙钛矿结构，其复杂的离子排布及独特的相界使得CaCu3Ti4O12基陶瓷在电性能方面表现出独特的特点。

三、介电性能研究介电性能是评价材料电子元器件性能的重要参数之一，CaCu3Ti4O12基陶瓷具有优良的介电性能。

首先，通过对不同温度下CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电常数进行测量，发现其介电常数随温度变化呈现出明显的变化趋势。

此外，在不同频率下对介电性能进行研究，发现该材料在高频区域表现出良好的频率稳定性。

这主要归因于其晶体结构的稳定性和特殊的电子结构。

此外，还发现CaCu3Ti4O12基陶瓷具有较高的绝缘电阻，使其在实际应用中具有良好的绝缘性能。

四、储能性能研究CaCu3Ti4O12基陶瓷的储能性能是其重要的应用领域之一。

通过对其充放电过程中的电场强度、储能密度等参数进行测量和分析，发现该材料具有较高的储能密度和优异的充放电性能。

这主要归因于其较高的介电常数和较低的介质损耗。

此外，通过改变材料中元素的含量及掺杂等因素，可实现对CaCu3Ti4O12基陶瓷储能性能的优化。

同时，该材料还具有优异的循环稳定性和热稳定性，使其在高温和高频率等恶劣环境下仍能保持良好的储能性能。

五、结论本文对CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电及储能性能进行了深入的研究和分析。

结果表明，该材料具有优良的介电和储能性能，这为其在高能量存储和能量转换等领域的应用提供了广阔的前景。

《CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电及储能性能研究》

《CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电及储能性能研究》篇一范文学术论文标题：CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电及储能性能研究摘要：本文针对CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电性能和储能性能进行了系统的研究。

通过分析该类陶瓷材料的物理性质、介电特性以及在不同电场下的储能行为，探讨了其潜在的应用价值。

本文首先介绍了CaCu3Ti4O12基陶瓷的制备工艺和材料特性，接着分析了其介电性能的测量方法和结果，最后对其储能性能进行了深入研究。

研究结果表明，CaCu3Ti4O12基陶瓷具有优异的介电性能和储能性能，为该类材料在电子器件和储能器件中的应用提供了重要的理论依据。

一、引言随着电子技术的飞速发展，对陶瓷材料的研究和应用逐渐引起了广泛关注。

CaCu3Ti4O12基陶瓷作为一种具有重要应用潜力的新型陶瓷材料，其介电性能和储能性能的研究对于推动电子器件和储能器件的发展具有重要意义。

本文旨在通过对CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电及储能性能进行深入研究，为该类材料的应用提供理论依据。

二、CaCu3Ti4O12基陶瓷的制备工艺与材料特性2.1 制备工艺CaCu3Ti4O12基陶瓷的制备主要采用传统的固相反应法。

首先，将原料按照一定比例混合、球磨、干燥、预烧，然后进行成型、烧结等工艺，最终得到CaCu3Ti4O12基陶瓷样品。

2.2 材料特性CaCu3Ti4O12基陶瓷具有高介电常数、低损耗、良好的温度稳定性等优点。

其晶体结构为钙钛矿结构，具有较高的离子电导率和良好的电化学稳定性。

此外，该材料还具有较高的击穿强度和较低的漏电流，使得其在储能器件中具有潜在的应用价值。

三、介电性能的测量与结果分析3.1 介电常数的测量采用电容法测量了CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电常数。

在不同频率下，测量了该材料的介电常数，并分析了频率、温度等因素对介电常数的影响。

3.2 介电损耗的测量通过介电损耗测量仪，测量了CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电损耗。

固态反应法制备CaCu3-xMgxTi4O12陶瓷的介电性能研究

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《CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电及储能性能研究》范文

《CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电及储能性能研究》篇一范文学术论文标题：CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电及储能性能研究摘要：本文对CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电及储能性能进行了系统性的研究。

首先，介绍了CaCu3Ti4O12陶瓷的基本特性及研究背景。

接着，通过实验方法和数据分析，探讨了该陶瓷的介电性能及储能性能，并对其机理进行了详细的分析和讨论。

最后，总结了实验结果，并指出了该陶瓷在储能领域的应用前景及潜在的研究方向。

一、引言随着科技的发展，陶瓷材料在电子、电力、能源等领域的应用越来越广泛。

CaCu3Ti4O12基陶瓷作为一种新型的电子陶瓷材料，具有优异的介电性能和储能性能，成为了研究的热点。

本文旨在探究CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电及储能性能，以期为该材料在实际应用中提供理论依据。

二、CaCu3Ti4O12基陶瓷的基本特性及研究背景CaCu3Ti4O12基陶瓷是一种具有钙钛矿结构的陶瓷材料，具有高介电常数、低损耗、良好的温度稳定性和频率稳定性等优点。

这些特性使得CaCu3Ti4O12基陶瓷在电子、电力、能源等领域具有广泛的应用前景。

三、实验方法与数据分析1. 实验方法本实验采用传统的固相反应法制备CaCu3Ti4O12基陶瓷。

通过调整原料配比、烧结温度等工艺参数，制备出不同组分的CaCu3Ti4O12基陶瓷样品。

然后，利用X射线衍射、扫描电子显微镜等手段对样品进行表征，分析其微观结构。

最后，通过介电测试、储能性能测试等手段，探究其介电及储能性能。

2. 数据分析通过对实验数据的分析，我们发现CaCu3Ti4O12基陶瓷具有较高的介电常数和较低的损耗。

在一定的频率和温度范围内，其介电性能表现出良好的稳定性。

此外，该陶瓷还具有优异的储能性能，能够在较宽的电压范围内实现高效的能量存储。

四、CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电性能及机理分析1. 介电性能CaCu3Ti4O12基陶瓷具有高介电常数和低损耗的特点，这使得其在高频、高Q值电路中具有广泛的应用。

《CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电及储能性能研究》范文

《CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电及储能性能研究》篇一一、引言陶瓷材料作为电容器材料中一类重要的代表，在当今电子工程、材料科学以及微电子领域得到了广泛的研究与应用。

而其中，CaCu3Ti4O12基陶瓷，由于其出色的电性能、机械性能以及相对廉价的制备成本，已经成为科研工作者的重点研究对象。

本文主要研究该类陶瓷的介电及储能性能，探讨其性能与微观结构的关系，以期为实际生产和应用提供理论支持。

二、CaCu3Ti4O12基陶瓷的制备与表征首先，本文对CaCu3Ti4O12基陶瓷的制备工艺进行了详细的描述。

该制备过程主要包括原材料的选取、配比、混合、成型和烧结等步骤。

同时，采用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）等手段对所制备的陶瓷进行了结构和形貌的分析，验证了陶瓷样品的相纯度和结构特征。

三、介电性能的研究1. 测试方法与数据：在测试CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电性能时，主要采用阻抗谱仪等测试手段，分析了其频率响应特性和温度依赖性。

对不同工艺条件下的样品进行介电测试，得到其介电常数和损耗等关键数据。

2. 介电常数的解析：对于所获得的介电数据，通过结合实际理论分析，进一步探索其产生原因。

详细探讨了晶体结构、微粒组成等因素对介电常数的影响，同时通过模型对数据进行了解析和验证。

四、储能性能的研究1. 测试方法与结果：本文采用循环伏安法等方法对CaCu3Ti4O12基陶瓷的储能性能进行了研究。

测试了其在不同电场下的充放电过程，分析了其储能密度、充放电效率等关键参数。

2. 储能机制的分析：结合实验结果和理论分析，探讨了该类陶瓷的储能机制。

从微观角度出发，分析了其晶格结构、电子传输等特性对储能性能的影响。

同时，还研究了该类陶瓷在不同温度和频率下的储能性能变化规律。

五、结论与展望本文通过对CaCu3Ti4O12基陶瓷的介电及储能性能的研究，揭示了其良好的电性能、高储能性能和稳定性能的特点。

从晶体结构、微粒组成和充放电过程等角度探讨了这些性能的产生原因和影响因素。

CaCu3Ti4O12介电陶瓷的掺杂及其介电性能研究的开题报告

CaCu3Ti4O12介电陶瓷的掺杂及其介电性能研究的
开题报告
一、研究背景及意义
透明电子器件的发展推动了介电陶瓷材料的优化和应用。

CaCu3Ti4O12 (CCTO)是一种具有高比电容、低损耗和线性电容性能的新型介电陶瓷材料。

然而，CCTO存在着极高的电阻率和极低的荷载容量，同时其饱和极化电流也十分低。

这些特性限制了CCTO在实际应用中的性能和效率，因此对其进行掺杂以改善其电学性能至关重要。

二、研究内容及方法
本研究将对CCTO进行掺杂，通过比较不同掺杂元素对CCTO的电学性能的影响，找到合适的掺杂方式来改善其性能。

具体而言，我们将掺入La、K、Mg、Al、Cr等元素，并制备固态反应样品。

采用X射线衍射、扫描电子显微镜、热重分析等方法分析样品的结构、形貌和热稳定性，以及采用介电测试仪测试其介电性能，包括介电常数、介电损耗和电压依存性等。

三、预期结果与应用前景
本研究预期可以改进CCTO的电学性能，特别是提高其荷载容量和分析其极化机制。

这将有助于推动CCTO在电子设备领域的应用，比如在电容器、滤波器、天线和高频元件等方面。

此外，本研究也对材料掺杂和其性能的关系提供了一定的理论支持和实验数据。

《B位施主-受主离子共取代制备高击穿场强CaCu3Ti4O12基陶瓷及其介电性能的研究》

《B位施主-受主离子共取代制备高击穿场强CaCu3Ti4O12基陶瓷及其介电性能的研究》篇一B位施主-受主离子共取代制备高击穿场强CaCu3Ti4O12基陶瓷及其介电性能的研究一、引言随着电子技术的飞速发展，陶瓷材料在电力、电子、通信等领域的应用日益广泛。

其中，高击穿场强陶瓷材料因其出色的绝缘性能和介电性能，被广泛应用于高电压、高频率、高功率的电路中。

而CaCu3Ti4O12基陶瓷材料以其优异的物理性能和良好的应用前景，受到了广大科研工作者的关注。

然而，如何进一步提高其击穿场强和介电性能，仍是一个重要的研究课题。

二、B位施主/受主离子共取代制备技术针对上述问题，本研究采用B位施主/受主离子共取代技术来制备高击穿场强的CaCu3Ti4O12基陶瓷。

该技术通过在B位（即Ti位）引入施主离子和受主离子，以改变材料的电子结构和晶格结构，从而提高其击穿场强和介电性能。

施主离子通常具有较少的正电荷，能够向材料提供电子；而受主离子则具有较多的正电荷，能够从材料中吸引电子。

通过精确控制施主/受主离子的含量和种类，可以实现对材料电子结构和晶格结构的精确调控。

三、实验过程及材料制备在实验过程中，我们首先选择了适当的施主离子和受主离子。

考虑到与CaCu3Ti4O12基陶瓷的兼容性和实验条件，我们选择了Al3+、Cr3+等作为施主离子，以及Nb5+、Ta5+等作为受主离子。

然后，通过溶胶-凝胶法合成前驱体溶液，经过旋涂、烧结等工艺制备出CaCu3Ti4O12基陶瓷。

在制备过程中，我们严格控制了施主/受主离子的含量和种类，以确保制备出的材料具有优异的性能。

四、结果与讨论通过实验，我们成功制备出了B位施主/受主离子共取代的CaCu3Ti4O12基陶瓷。

与未改性的CaCu3Ti4O12陶瓷相比，其击穿场强和介电性能得到了显著提高。

具体来说，当施主/受主离子的含量达到一定比例时，材料的击穿场强可提高约30%，介电损耗则有所降低。

《高击穿场强CaCu3Ti4012基介电陶瓷的制备与性能研究》范文

《高击穿场强CaCu3Ti4012基介电陶瓷的制备与性能研究》篇一高击穿场强CaCu3Ti4O12基介电陶瓷的制备与性能研究一、引言随着现代电子科技的快速发展，对电子器件的可靠性、稳定性以及高性能要求不断提高。

其中，介电陶瓷作为一种重要的电子材料，在电容、电感、滤波器等器件中有着广泛的应用。

尤其是具有高击穿场强的介电陶瓷，对于提高电子器件的耐压能力和稳定性具有重要意义。

近年来，CaCu3Ti4O12基介电陶瓷因其独特的晶体结构和优异的介电性能，受到了广泛关注。

本文旨在研究高击穿场强CaCu3Ti4O12基介电陶瓷的制备工艺及其性能表现。

二、材料制备1. 材料选择与配比本研究所用原料主要包括CaO、CuO、TiO2等。

根据目标产物的性能需求，通过实验确定各原料的最佳配比。

2. 制备方法采用传统的固相反应法进行制备。

首先，将原料按照一定比例混合，经过球磨、干燥、预烧等步骤，得到预烧体。

然后，将预烧体进行研磨、压片、烧结等步骤，最终得到CaCu3Ti4O12基介电陶瓷。

三、性能研究1. 微观结构分析通过X射线衍射（XRD）技术对制备得到的介电陶瓷进行物相分析，确定其晶体结构。

利用扫描电子显微镜（SEM）观察其微观形貌，分析晶粒大小及分布情况。

2. 介电性能测试在室温下，对介电陶瓷进行介电常数、介电损耗、击穿场强等性能测试。

其中，击穿场强是本文研究的重点。

通过对比不同制备工艺和原料配比下的击穿场强，找出最佳制备方案。

3. 温度稳定性测试对介电陶瓷进行温度稳定性测试，观察其在不同温度下的性能变化，以评估其在实际应用中的可靠性。

四、结果与讨论1. 微观结构分析结果XRD和SEM分析结果表明，CaCu3Ti4O12基介电陶瓷具有典型的钙钛矿结构，晶粒分布均匀，无明显气孔和裂纹。

这为获得优异的介电性能奠定了基础。

2. 介电性能测试结果（1）介电常数：通过对比不同制备工艺和原料配比下的介电常数，发现适当调整原料配比可以获得较高的介电常数。