钛酸锶钡陶瓷的结构及介电规律研究

控 制．
０ ３ 的 ｓ 含 量会 导 致立 方 相 ． 项 工作 在 ．５ ｒ 本
１ ５ ０ｃ ３ ｃ烧结 ２ｈ制 备 了 （ ａ一Ｓ ＴＯ Ｂ １ ｒ） ｉ３陶瓷 ， 探 讨 了烧结 温度 的提 高对 （ ａ Ｓｘ ＴＯ Ｂ ｒ） ｉ 陶瓷 的结 构 和介 电性 能变化规 律 的影响 ．
ａｅｔｉ ｆｍ Ｊ ． ． ｐ１ Ｐ ｙ． １９ ， ７ （ ） ｔ ｈ ｌ ｓ［ ］ Ｊ Ａ ｐ． ｈｓ ， ９ ５ ７ ６ ： ｎｉ
２ Ｏ
２ ／（ ） ０ 。
图 １ （ ａ 一Ｓ ＴＯ３ Ｂ １ ｒ） ｉ 陶瓷 的 Ｘ Ｄ谱 ， Ｒ
ｘ＝０． ５， ２ ０． ５， ３ ０． ５ １ ０． ０， ２ ０． ０， ３
（１ ０） ＝ ．５ １ ０３
量低 至 ＝０ １ ． ５时 ， 现 较 高 的 室 温 介 电 损 耗 出
立 方 相．
杂导 致 降 低．
一

．
ｉＬ兰 Ｌ
ｌ Ｌ～ 二 Ｌ
ｌ ． ＝ ～ … ｉ Ｌ～ 一 Ｌ
Ｌ～ 一． ：
４ ０ ６ ｏ ８ ０ １０ ０
，
。
Ｓ ｏ ｔｎ （ ｒｃ ｎｅ ｔ ）
图 ３ （ ａ 一Ｓ ＴＯ３ 瓷 的 晶格 常数 （ ， ） Ｂ ｒ） ｉ 陶 ａ ｃ
’
基金项 目： 吉林省科技发展计 划资助项 目（０ ０ ５２ ２ １０ ３ ） 作 者 简 介 ： 自文 （ ９６ ） 男 ， 乔 １６ 一 ， 吉林 省 长春 市 人 ， 吉林 化 工 学 院 高 级 工 程 师 ， 要 从 事 电子 信 息 产 品元 器 件 及 电子 材 主
料 方 面 的 研究 ．
第 １ 期
乔 自文 ， ： 酸 锶 钡 陶 瓷 的 结 构 及 介 电 规 律 研 究 等 钛
９
等人 报道 ： １ ２ 在 ０℃烧 结 ２ｈ的样 品 在 ≤０ ３ ３ ．５ 均 为 四方相 ． 此 ， 结 温 度 的提 高 （ ０ ｑ 使 因 烧 ３ Ｃ） （ ａ Ｓ ＴＯ Ｂ ｈ ｒ） ｉ，陶 瓷 能 在 较 低 的 ｓ 含 量 下 进 入 ｒ
分析纯 试 剂 为原 料 ， 照分 子 式 （ ａ Ｓ ＴＯ 按 Ｂ ｒ） ｉ ， （ ０ １ ，．０，．５ ０ ３ ，．５ 进 行化 学配 比 ， ＝ ．５ ０ ２ ０ ２ ，． ０ ０ ３ ） 预烧 去碳 及冷 压 成 型后 在 １３ ０℃烧 结 ２ｈ制备 ５ 了系列 陶瓷 材料 ． 室温 Ｘ Ｄ测 量 在德 国 Ｂｕ ｅ ８Ａ Ｖ Ｎ Ｅ Ｒ ｒｋ ｒ Ｄ Ａ Ｃ Ｄ
Ｐ ｙ．，９ ５，７（ ２）： ６ － ６ ． ｈ ｓ １９ ７ １ ６４ １６４ ５
［］ ２
Ｉａ ｖ Ｄ．， ｒ ．． ｅ ｌｔＬ．． ｔａ ． ｒ ｃ ｕ ａ ａ ｖ ｎｏ Ｃａｏｎ Ｍ ０ｕ ｌｅ ｅ １ Ｓｔｕ ｔ ｒ ｌ ｎｄ ｄｉｌｃ ｒｃ ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｆｓ ｉ －ｎ ｂ ｒｕｍ－ｔｏ ｔｕｍ ｉａ － ｅｅ ｔ ｒ ｐ ｒｉｓ ｏ ｐｎ・ ａ ｉ ｏ ｉ －ｒｎｉ ｓ ｔｔｎ－
ｌ ０
吉
林
化
工
学
院
学
报
２１ ０ １焦
参 考 文献 ：
Ａｂ ｅ Ｋ．， ｍ ａ ｕ Ｓ．． ｅ ｒ ｅｃｒｃ ｐ ｏ ｅｔｅ ｎ ｅ ｉａ ｉ Ｋｏ ｓ ｔ Ｆ ｒｏ ｌｔｉ ｒ ｐ ｒｉｓ ｉ ｐ ｔｘ—
ａｙ ｇｏ ｎ Ｂ Ｓ ｉ３ ｈｎ ｆｍ ［ ］ Ｊ Ａ ｐ． ｌ ｒｗ ａ ｌ ｒ Ｏ ｔ ｉ ｓ Ｊ ． ． ｐ１ Ｔ ｉ ｌ
（１ ０）ａ ０ １ Ｏ３
．。
～
ｆ０ ０） ｘ＝０２ ２ ．５
． 。
室温 在 ８０ ０左 右 ， 温 ｔｎ 降 至 ０ ０ ０ 室 ａ ６ ． ４以下 ，
适合 于 高介 电材料 的应用 ．
（Ｉ ０） 】
．
／ 、 ＼
．
：
～
： ，
２ ／ 。 ０（ ）
２ 结 果 与讨 论
图 １ （ ａ一Ｓｘ ＴＯ 是 Ｂ 】 ｒ） ｉ３陶 瓷 的 粉 末 Ｘ Ｄ 图 Ｒ 样 ， 有 样 品显 示 钙 钛 矿 结 构 ． Ｒ 结 果 表 明 ： 所 ＸＤ
１ 实 验 部 分
采用 冷压 陶瓷 技术 ， Ｂ Ｃ ＳＣ 和 ＴＯ 以 ａ Ｏ 、ｒ Ｏ ｉ
在抛光 陶瓷 碟 表 面 离 子 溅 射 金 原 子 形 成 电
功能 陶瓷元 器件 材料 ， 展 成 为 当前 材 料研 究 的 发 热点 － ． 究不仅 涉 及 由 外延 生 长法 ¨ 、 转 涂 １ 研 ７ ］ Ｊ旋 层法 ｊ溶胶一 、 凝胶 法 。 以及 溅射 法 制备 的薄
膜 ， 涉及 固相 反应法 制备 的 陶瓷 ． 也 Ｆ 等人报道 了（ ａ ｓ ＴＯ ｕ Ｂ ｈ ） ｉ３陶瓷在 １ ２ ０℃ ３ 烧 结 ２ｈ的样 品在 ≤０ ３ ． ５均 为 四方 相 ， 高 于 而
部， 吉林 长春 ｌ０ １ ； 吉林化 工学院 材 料科学与 ＝程研究 中心 ， ３０ ３３ ｆ ＝ 吉林 吉林 １２２ ； ． ３０ ２ ４ 吉林 大学 物理学 院， 吉林 长
春 １０２ ） ３ ０ １
摘 要 ： 用 冷 压 陶 瓷 技 术 制 备 了 （ ａ ｓ ＴＯ （ ０ １ ，．０ ０ ２ ，．００ ３ ） 瓷 ． 究 了烧 结 温度 采 Ｂ … ） ｉ ＝ ．５ ０ ２ ，．５ ０ ３ ，．５ 陶 研 的 提 高 对 陶瓷 结 构 及 介 电规 律 的 影 响 ． 究 表 明 ：０℃ 烧 结 温 度 的提 高 使 该 系 列 陶 瓷 能 在 ＝ ．５后 从 研 ３ ０３ 四方 相 进入 立 方 相 ． 电 峰移 动率 为 一３２ｃ ／ Ｓ． ＝０３ 样 品 的介 电峰 发 生 在 室 温 附 近 ， 温 介 电 常 介 ． ％ ｒ ｃ ．５ 室
＝
型 ｘ射 线衍射 仪上 进 行 ， 采用 Ｃ 辐 射 ， 测 ｕＫ ２ 量 范 围在 ２ 。～ １０ ， 长 为 ０ ０ 。 晶体 结构 由 ０ ０ 。步 ．２ ．
收 稿 日期 ：０ ０１－５ ２ １．１ ０
立双峰 并人 单 一 对 称 峰 ， 品 形 成 立 方 结 构 ． ｕ 样 Ｆ
≤Ｏ ３ 样 品为 四方 相 ， ＝０ ３ ．０ ． ５样 品 为 立 方 相． 图 ２绘 出 了图 １中的 Ｘ Ｄ谱 在 ３ 。 ４ 。 近 的 Ｒ １和 ５ 附 Ｘ Ｄ峰随 ｓ 含量 的变化 ， 对各 峰进 行 Ｇ ｕｓ Ｒ ｒ 并 ａ ｓ 拟 合． 当 ≤Ｏ ２ ． ０时 ， ３ 。 在 １附近 的 Ｘ Ｄ峰 显示 分立 Ｒ 的（ ０ ） （ １ ） １ １ 和 １０ 双峰 ； Ｘ≥ ０ ２ 当 ． ５时 ， 显示 似 乎
（ａｓ＝０ ０ ） 不 利 于 材 料 的 应 用． 着 的增 ｔｎ ．８ ， 随
． ．
／ ／ ７ ～
八．
Ｏ２ ．５
加 ， ｎ 逐 渐 降低 ， 且 当 ＝０ ３ ｔ６ ａ 并 ． ５时 ， Ｒ接 近 Ｔ
。 ： ．
，
形成介 电蜂 扩 散 在 室 温 附 近 的高 介 电材 料 ，
Ｊ ｎ． ２ １ ａ ０１
文 章 编 号 ：０ ７２ ５ （ ０ １ Ｏ － ０ －３ １０ －８ ３ ２ １ ） ｌ ０ ８０ ０
钛 酸 锶 钡 陶 瓷 的 结 构 及 介 电规 律 研 究
乔 自文 房 美 玉 ， 大 勇¨ ， ， 路 刘巧 丽 ＇
（ ． 林 省 电子 信 息 产 品 监督 检 验 研 究 院 试验 中 心 ， 林 长 春 １０ ２ ；． 春 正 海 汽 车 内饰 件 有 限 公 司 技 术 质 量 １吉 吉 ３０ １２ 长
图 ２ （ ａ 一Ｓ ＴＯ３ 瓷 在 ３ 。 ４ 。 近 Ｂ ， ｒ） ｉ 陶 １和 ５附 的Ｘ ＮＤ峰 随 Ｓ 含 量 的 变 化 ｒ
图 ３为 （ ａ …Ｓ ＴＯ Ｂ Ｉ ｒ） ｉ 陶瓷 的 晶 格 常 数 （ ， ａ ｃ 和 单 胞 体积 （ ０ 随 ｓ 含 量 （ 的 变化 ． 着 ） ｖ） ｒ ） 随
。
和单胞体积 （ ） ｓ 含量的变化 随 ｒ
Ｉ ｃ
图 ４ 为 （ ａ一 ｒ） ｉ （ ＝０ ５ ０ ２ ， Ｂ Ｓｘ ＴＯ ．１ ， ． ５ ０３ ） ．５ 的介 电常 数 （ 和 损耗 （ａ６ 随 温 度 的 变 ￡） ｔ ） ｎ
．
化 ， 中 ： 立 方 一 图 为 四方 相 变 点 ， 居 里 温 度 ； 即 对 应 四方． 交 相变点 ． ５为该 系列 陶 瓷 的居 里 正 图 温 度 （ 、 大 介 电 常 数 （ ） Ｔ ）最 占 和室 温介 电 常 数 （ ） 占 随 的 变 化． 陶瓷 的 介 电 峰随 的 增 加 向 低 温线性 移动 ， 动 率 为 一３ ２ｏ／ Ｓ． Ｓ 移 ． ％ ｒ 当 ｒ含 Ｃ
（ 。４ ｍ） 于 Ｂ ｎ （ ． ６ ｍ） ， 而 Ｓ 掺 ０ １４ｎ 小 ａ ０ １ １ｎ Ｊ 因 ｒ
℃
图 ４ （ ａ 一Ｓ ＴＯ３ 瓷 的 Ｂ ， ｒ） ｉ 陶 （ ）介 电常 数 （ ． ｂ ａ Ｅ） （ ）介 电 损 耗 （ ｎ ） ｔ ６ 随温 度 的 变 化 ａ
具 有立方 对称性 的单 一对 称 峰． 而 ， ４ 。 近 然 对 ５附
的 Ｘ Ｄ 峰 的 Ｇ ｕｓ拟 合 结 果 清 晰 地 展 示 了 Ｒ ａｓ
０ ３ 样 品分 立 的 （ ０ ） （ ０ ） 峰 ， 具 有 ．０ ０２ 和 ２０ 双 仍 四方 结构 特征 ． 当 ＝ ， ５时 ， ０ ２ 和 （ ０ ） ０３ （ ０ ） ２ ０ 分
ＭＳＭｏｅｉｇ 美 国 Ａ ｃｌ ｄｌ （ ｎ ｅｅｒ ｙ公 司 ） 件 的 Ｒ ｆ ｘ 软 ｅ ｅ ｌ
（ ａ ｉ， 和钛酸 锶 （ ｒｉ ， 的 固溶 体 ， 一种 具 Ｂ ＴＯ ） ＳＴＯ ） 是 有较 高 的介 电性 能 和典 型 的 Ａ Ｏ 钙 钛 矿 结构 的 Ｂ
Ｐ ｃ ａｅ 块计 算 ， ａｋｇ 模 去除 Ｃ 仅 ｕ Ｋ ２和衍 射 背底 的 贡 献， 采用 Ａ＝１５ ０５ ２Ａ计算 ． ．４ ６
＝
极 ， 于介 电温 谱评 价 ． 电测 量 在 美 国 Ｆ Ｕ Ｅ 用 介 ＬＫ
公 司 Ｐ ６３ ６型 Ｒ Ｌ表上进 行 ， 试 电压 为 １ Ｍ ０ Ｃ 测 Ｖ，
测试频 率为 １ｋ ｚ 温 度 范 围为 一５ Ｈ ， ０～２０℃ ， ０ 升 温速 率 为 ２￣／ ｉ ， 用 液 氮 控 温 室 自动 程 序 Ｃ ｍｎ 采
第２ ８卷
第 １期
吉 林 化 工 学 院 学 报
Ｊ Ｕ Ｎ Ｌ ＯＦＪ Ｎ ＩＴ Ｔ Ｆ Ｃ Ｍ Ｃ Ｅ ＨＮ Ｌ Ｇ Ｏ Ｒ Ａ Ｈ Ｉ Ｉ Ｓ ’ Ｕ Ｅ Ｏ ＨＥ Ｉ ＡＬＴ Ｃ Ｏ Ｏ Ｙ Ｎ Ｉ
Ｖｏ ． ８ Ｎｏ １ １２ ．
２ １年 １月 ０１
数在 ８００左右 ， 温介电损耗 降至 ０ ０ ０ 室 ．４以下 ， 适合于高介电材料 的应用．
关 键 词 ： 酸锶 钡 ； 构相 变 ； 电 性质 钛 结 介
文献 标 志 码 ： Ａ 中 图分 类 号 ： １ ．３ Ｏ６ ４ ２
钛 酸锶钡 （ Ｓ 一（ ａ一ｓ ＴＯ ） 钛 酸钡 ＢＴ Ｂ ） ｉ 是
增加 ， 四方 晶胞 的 ａ轴 缓 慢 降低 ， ｃ轴 快 速 降 而 低 ， 和 ｃ值逐 渐接 近 ． ａ 当 ＝ ． ５时 ， 轴 和 Ｃ轴 ０３ ａ 并人 单一对 称 轴 ， 成 立 方 晶胞 ． 胞 体 积 随 形 单 增 加 而降低 ， 但 ＝ 。 ０和 ０ ２ ０２ ． ５样 品 稍微 偏 离 近 似 线 性 的 变 化 规 律 ．由 于 ｓ“ 离 子 半 径 ｒ