【摘 要】
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已有研究表明,钛酸锶钡陶瓷中通过少量的异价离子置换能够有效抑制其漏电流,从而有效提高介电击穿场强和储能密度.本工作利用放电等离子烧结制备Ba0.5Sr0.5(Ti1-xMnx)O3(
【机 构】
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浙江大学材料科学与工程学系电介质材料研究室,杭州310027
【出 处】
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第十五届全国电介质、材料与应用学术会议
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已有研究表明,钛酸锶钡陶瓷中通过少量的异价离子置换能够有效抑制其漏电流,从而有效提高介电击穿场强和储能密度.本工作利用放电等离子烧结制备Ba0.5Sr0.5(Ti1-xMnx)O3(x=0.001,0.003,0.005)陶瓷,研究不同含量的Mn2+置换Ti4+ 对Ba0.5Sr0.5TiO3 基陶瓷储能特性的影响.标准固相反应法制备的Ba0.5Sr0.5(Ti1-xMnx)O3(x=0.001,0.003,0.005)粉末在1025℃ 下放电等离子烧结5 分钟后,在氧气氛中1250℃热处理3 小时,可获得均一致密,几乎没有气孔的陶瓷,其致密度均接近100％,致密化温度相比传统固相烧结法降低约400℃.放电等离子烧结制备的Ba0.5Sr0.5(Ti1-xMnx)O3(x=0.001,0.003,0.005)陶瓷中存在一定的氧空位,而微量的低价Mn2+置换高价Ti4+可补偿氧空位造成的带电缺陷,从而抑制其漏电流,降低介电损耗,进而有效提高介电击穿场强.此外,微量Mn2+置换Ti4+还能提高Ba0.5Sr0.5TiO3 基陶瓷的饱和极化强度.本实验中,当x=0.003 时,Ba0.5Sr0.5(Ti0.997Mn0.003)O3 陶瓷表现出优异的储能特性,其介电击穿场强为260kV/cm,饱和极化强度为15.2μC/cm2,通过计算其储能密度为1.4J/cm3,与传统固相烧结法制备的钛酸锶钡陶瓷相比,其储能密度提高约3 倍.
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