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本文在共沉淀法的基础上,研究了一次掺杂不同浓度的Nd3+(0.030—0.065)对Y5V型BaTiO3基表面型陶瓷电容器的电性能的影响。 本实验采用自己独特的共沉淀法,其原理为: BaCl2+2NH4HCO3→BaCO3↓+2NH4Cl+CO2↑+H2O 2LnCI3+6NH4HCO3→Ln2(CO3)3+6NH4Cl+3CO2↑+3H2O BaCO3+TiO2→BaTiO3+CO2 BaCl2和NH4HCO3反应生成BaCO3,以TiO2为核,BaCO3包裹在TiO2的周围。稀土离子采用一次掺杂法,此法属于异质共沉淀法。生成物在烧成时反应生成钛酸盐。 粉体采用1160℃烧成,由激光粒度分析粉体粒度在2-5μm左右,分布比较集中。材料制成直径约10mm,厚约1mm左右的圆片。通过XRD分析,粉体与瓷片均呈四方相。由于掺杂不同的元素也引起了晶格常数不同的变化,111面及200面有明显的晶格取向。 把瓷片在不同温度不同保温时间下进行烧结后发现1360℃保温3小时为最佳烧结条件。高浓度Nd3+的掺杂使陶瓷呈绝缘性,大大增大了BaTiO3的介电常数ε,Nd3+浓度在(0.030—0.055)范围内,本征陶瓷的介电常数基本随着Nd3+浓度的升高而增大,居里点Tc和介电损耗tan δ降低,在Nd3+浓度为0.055-0.060左右时出现一个拐点。用Ba1-xNdxTiO3与Ba1-3/2xNdxTiO3两种不同配方进行对比,考虑了电价平衡的配方Ba1-3/2xNdxTiO3可以增加材料的抗还原性,所得瓷片的电性能要好于Ba1-xNdxTiO3配方的电性能;通过一次掺杂Zr4+,发现Zr4+的加入使居里温度下移,可大幅度提高介电常数,MnCO3的掺杂对本征瓷片的电性能影响不大。用一次掺杂法,研究了Nd3++Sm3+与Nd3++Er3+在浓度为0.040—0.050时双掺杂对材料的电性能的影响。在所掺杂浓度范围内,Sm3+和Er3+的加入使介电常数降低很多,但可以提高居里温度。Sm3+和Er3+的浓度在25mol%时为最佳掺杂浓度。瓷片经还原再氧化处理之后,单掺杂Nd3+的材料由于抗还原性不强,最后的电性能并不能达到要求,添加了Zr4+之后则有很大改善,其绝缘电阻可达到500MΩ,表明Zr4+有一定的抗还原性。加入了MnCO3之后瓷片的绝缘