纳米BaTiO3基复合陶瓷材料的制备、表征与性能

纳米BaTiO3基复合陶瓷材料的制备、表征与性能
目录
第一章绪论 (1)
1.1 引言 (1)
1.2 BaTiO3的结构 (1)
1.3 BaTiO3的性质 (3)
1.4纳米BaTiO3以及掺杂改性的研究现状 (4)
1.5纳米BaTiO3复合材料的研究现状 (5)
1.6主要研究内容及创新点 (7)
1.6.1主要研究内容 (7)
1.6.2创新点 (7)
1.7研究的目的及意义 (7)
第二章Ba1-1.5x Bi x TiO3陶瓷的制备及介电性能 (9)
2.1引言 (9)
2.2实验 (9)
2.2.1试剂和仪器 (9)
2.2.2 Ba1-1.5x Bi x TiO3粉体的制备 (10)
2.2.3 Ba1-1.5x Bi x TiO3陶瓷的制备 (10)
2.3结果与讨论 (11)
2.3.1 XRD晶体分析 (11)
2.3.2 SEM的形貌分析 (12)
2.3.3介电性能分析 (13)
2.4本章小结 (15)
第三章Ba0.97Bi0.02TiO3-Ba1-x Mg x Sn0.02Ti0.98O3复合陶瓷电容器的制备及介电常数性能的表征 (16)
3.1引言 (16)
3.2实验 (16)
3.2.1试剂和仪器 (16)
3.2.2液相法合成Ba0.97Bi0.02TiO3粉体 (17)
3.2.3 湿固相法合成Ba0.97Bi0.02TiO3-Ba1-x Mg x Sn0.02Ti0.98O3(BBT-BMST)复合粉体
(18)
3.2.4 陶瓷的制备 (18)
3.3结果与讨论 (19)
3.3.1 XRD的晶体分析 (19)
3.3.2 SEM、TEM的形貌分析 (21)
3.3.3 介电性能分析 (22)
3.4 本章小结 (24)
第四章BBT-BMST-BTZ多相复合陶瓷电容器的制备及介电常数性能的表征 (25)
4.1 引言 (25)
4.2实验 (26)
4.2.1 试剂和仪器 (26)
4.2.2液相法合成Ba0.97Bi0.02TiO3粉体 (27)
4.2.3 湿固相法合成Ba0.97Bi0.02TiO3-Ba(0.9-x)Mg x Sr0.1TiO3-BaTi0.98- Zr0.02O3粉体27
4.2.4陶瓷的制备 (29)
4.3结果与讨论 (30)
4.3.1 XRD晶体分析 (30)
4.3.2 SEM的形貌分析 (31)
4.3.3介电性能的分析 (32)
4.4 本章小结 (36)
第五章结论 (37)
参考文献 (39)
致谢 (46)
攻读硕士期间发表的论文及获奖情况 (47)
第1章绪论
第1章绪论
1.1引言
从上世纪80年代电视机的首次投产到如今电子产品的畅销，电容器产业也取得了巨大的发展。

陶瓷电容器无论是从质量、数量还是在服务方面，都满足了各式各样电子工业发展的基本要求，并且给与其相关的设备行业、材料行业及仪器仪表行业创造了新的机遇与发展。

到现在为止，我国的电容器生产和消费情况，在全球位列第一。

随着科学技术的不断进步，高新技术产业的不断发展，陶瓷电容器正在向小型化、便携性方向发展。

可是陶瓷电容器自身的介电性能存在一定的问题，如温度稳定性差，介电性质相对较弱，因此，提高陶瓷电容器的介电性质成为现在研究的热点之一[1,2]。

在传统的介电材料中，PbTiO3是应用较多的一种介电材料，而铅的毒性对环境具有一定影响。

因此，我们需要去研发一种新型的介电材料，基于前人所做的一些努力，新型介电材料的研发更倾向于无铅铁电材料的发展[3]。

由于BaTiO3(BT)优良的介电性能，如高的介电常数、低的介电损耗，所以它是一种强的铁电体陶瓷材料，在电子陶瓷领域中应用最为广泛，享有“电子陶瓷工业的支柱”的美称。

因此，BaTiO3成为最有前景的介电材料[4,5]。

BT在电容器和压电转换器方面引起人们更大的兴趣[6]。

另一方面，为了改善设备性能，使其满足在未来发展中电子设备的小型化，提高BT基材料的介电常数和剩余极化、降低介电损耗是非常重要的[7]。

近十年来，我们已经目睹了压电和铁电聚合物在下一代电子设备上的设计、制备和应用[8]。

无铅铁电陶瓷作为感应器、在不同环境中工作的执行器、传感器被广泛应用到当今工业中[9-11]。

理论上，介电材料的密度与击穿强度相关。

其随着密度的增强，其击穿强度也随之增加。

在前人研究基础上可总结出，众多的介电材料大致可分为四类：介电玻璃陶瓷[12]，铁电体陶瓷[13]，弛豫铁电体陶瓷[14-17]，反铁电体陶瓷[18,19]。

在这四类当中，铁电体材料是最常见的一种材料。

要想制备出具有性能高的比较纯的钛酸钡陶瓷一般具有多种方法，例如：微波烧结的方法、两步烧结的方法、以模板晶粒生长的水热法合成BaTiO3精细粉体[20]。

1.2BaTiO3的结构
BaTiO3陶瓷电容器能够把风能，太阳能转化为电能和化学能，实
现现代化绿色无。