鈦酸鍶鋇-氧化鋯復(fù)合材料制備及其性能研究.pdf

1、本論文以鈦酸鍶鋇的光學(xué)、介電和鐵電性能應(yīng)用為出發(fā)點，制備鈦酸鍶鋇/氧化鋯復(fù)合材料，研究稀土金屬La和堿土金屬Mg摻雜對鈦酸鍶鋇粉體光致發(fā)光性能的影響，研究摻雜的鈦酸鍶鋇陶瓷與鈦酸鍶鋇/氧化鋯復(fù)合陶瓷的介電及儲能特性。論文的主要工作如下:
　　首先，采用溶膠-凝膠法制備了鈦酸鍶鋇粉體，用液相沉淀法制備了納米氧化鋯粉體，并通過溶膠-凝膠結(jié)合液相沉淀法制備出了鈦酸鍶鋇/氧化鋯的復(fù)合粉體。
　　其次，研究了La摻雜對鈦酸鍶鋇粉體與鈦

2、酸鍶鋇/氧化鋯復(fù)合粉體發(fā)光性能的影響。結(jié)果表明，采用370 nm激發(fā)，La摻雜的復(fù)合粉體在405 nm、458 nm和615nm處出現(xiàn)發(fā)光峰，發(fā)光處于白色區(qū)域。研究了Mg摻雜對鈦酸鍶鋇粉體與鈦酸鍶鋇/氧化鋯復(fù)合粉體發(fā)光性能的影響。結(jié)果表明，Mg摻入鈦酸鍶鋇取代A位時不能引起發(fā)光行為，取代B位時在413 nm-450 nm處出現(xiàn)寬峰發(fā)射，發(fā)光處于藍色區(qū)域;Mg摻雜的鈦酸鍶鋇/氧化鋯復(fù)合粉體，采用368 nm激發(fā)，在405 nm和615 n

3、m處出現(xiàn)發(fā)光峰，發(fā)光處于白色區(qū)域。
　　再次，在研究燒結(jié)溫度對本征鈦酸鍶鋇陶瓷與鈦酸鍶鋇/氧化鋯復(fù)合陶瓷介電性能影響的基礎(chǔ)之上，研究了La摻雜和Mg摻雜對鈦酸鍶鋇陶瓷介電及儲能特性的影響。
　　對本征鈦酸鍶鋇與鈦酸鍶鋇/氧化鋯復(fù)合材料，1400℃燒結(jié)陶瓷的介電常數(shù)最大;1450℃燒結(jié)陶瓷介電損耗最小，且在-20℃到80℃范圍的溫度穩(wěn)定性相對最好。
　　對La摻雜的鈦酸鍶鋇樣品，1400℃燒結(jié)陶瓷的介電常數(shù)最高;1350

4、℃燒結(jié)陶瓷的介電損耗最小，其溫度穩(wěn)定性也相對最好。La摻雜不能提高陶瓷的介電常數(shù)，但可有效改善其在-20℃到80℃范圍的介溫特性與介電損耗-溫度穩(wěn)定性。La摻雜濃度為2％時陶瓷的介電常數(shù)最大，4％時介電損耗性能相對較好;La摻雜會導(dǎo)致陶瓷的漏電流增大。此體系中，氧化鋯的復(fù)合可相對提高陶瓷的介電常數(shù)，降低介電損耗，改善介電損耗-溫度穩(wěn)定性，同時有效減小漏電流，并大幅提升鈦酸鍶鋇基陶瓷的儲能特性。1300℃燒結(jié)的4％ La摻雜的陶瓷樣品復(fù)合

5、氧化鋯之后，在43 kV/cm的場強測試條件下，陶瓷的儲能密度由5.64010-3 J·cm-3提升到24.53210-3 J·cm-3。
　　Mg摻雜的鈦酸鍶鋇樣品，1200℃燒結(jié)陶瓷的介電常數(shù)最大，介溫穩(wěn)定性相對最好;1250℃燒結(jié)陶瓷的介電損耗最小，其溫度穩(wěn)定性相對最好。Mg摻入雖不能提高陶瓷的介電常數(shù)，但能降低介電損耗，改善其在-20℃到80℃范圍的溫度穩(wěn)定性，減小漏電流。在Mg摻雜的鈦酸鍶鋇體系中，采用氧化鋯復(fù)合對介電常