Ba<,0.6>Sr<,0.4>TiO<,3>/MgO复合体系陶瓷的制备与介电非线性性能研究

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BaxSr1-xTiO3体系铁电材料是BaTiO3与SrTiO3形成的固溶体,具有显著的介电非线性特性,是制作移相器等可电调微波电子器件的候选材料,在信息通讯技术领域具有重要的应用前景。本论文采用柠檬酸盐合成法制备Ba0.6Sr0.4TiO3超细粉体,采用Ba0.6Sr0.4TiO3超细粉体和纳米MgO粉体,通过常规固相法制备了Ba0.6Sr0.4TiO3+xwt%MgO(x=10-60)复合体系陶瓷样品,研究了烧结温度、组成对Ba0.6Sr0.4TiO3/MgO复合体系的结构和电学性能的影响,探索提高Ba0.6Sr0.4TiO3/MgO复合体系的烧结性能和介电非线性性能的技术途径。研究了柠檬酸盐合成法制备Ba0.6Sr0.4TiO3粉体的工艺,通过实验研究确定了适当的合成工艺条件,发现在650℃的热处理温度下可制备出Ba0.6Sr0.4TiO3超细粉体。研究了烧结温度对Ba0.6Sr0.4TiO3/MgO复合体系的结构、烧结致密度、介电性能的影响。发现采用柠檬酸盐法合成的Ba0.6Sr0.4TiO3超细粉体和纳米MgO粉体来制备Ba0.6Sr0.4TiO3/MgO复合体系陶瓷样品,可以显著降低复合体系陶瓷样品的烧结致密化温度,基于复合体系陶瓷样品的介电性能研究结果确定,其合适的烧结温度为1230℃,在该烧结温度下复合体系陶瓷样品的相对密度可达到94.3%-96.3%.研究了组成对Ba0.6Sr0.4TiO3/MgO复合体系的结构和介电性能的影响。发现随着MgO相对含量的增加,复合体系陶瓷样品的介电常数和介电损耗减小,同时介电可调性也出现降低。当MgO的相对含量为x=60时,复合体系陶瓷样品达到较好的综合介电性能,在10 kHz的测试频率下,其介电常数和介电损耗分别为416和0.1%,10 kHz和20.0 kV/cm的直流偏置电场下,其介电可调性为17.5%,其品质因子达到129。
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