高儲能介質(zhì)材料鈦酸鍶體系的研究.pdf

1、SrTiO3介質(zhì)材料具有介電常數(shù)較高、耐壓性能好、常溫下介電常數(shù)的場強穩(wěn)定性好、儲能密度大等眾多優(yōu)點,因此在儲能介質(zhì)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。本文采用傳統(tǒng)固相反應(yīng)法,對SrTiO3體系介質(zhì)材料進(jìn)行了制備和研究,采取了等價離子摻雜、燒結(jié)助劑添加、不等價稀土離子摻雜三種研究方法,探討了各摻雜物對體系晶體結(jié)構(gòu)、微觀形貌、介電性能和耐壓性能等方面的影響,制備出了性能優(yōu)良的儲能介質(zhì)材料,具體研究內(nèi)容如下:
　　1、選用MgTiO3和CaZrO3對S

2、rTiO3體系進(jìn)行多離子復(fù)合摻雜的實驗,探討了MgTiO3摻雜量的變化和CaZrO3摻雜量的變化對SrTiO3體系的各方面性能的影響。多離子復(fù)合摻雜具有與單離子摻雜不同的實驗現(xiàn)象,一種離子摻雜量的改變會影響另一種離子的固溶度,由此會帶來一系列微觀結(jié)構(gòu)和介電性能的變化。研究發(fā)現(xiàn) MgTiO3摻雜量為10mol％、CaZrO3摻雜量為4mol%的樣品在1300℃燒結(jié)時,具有εr=302.54,tanδ=0.00032,Eb=28.96kV/

3、mm的介電性能;MgTiO3摻雜量為10mol%、CaZrO3摻雜量為2mol%的樣品在1300℃燒結(jié)時,具有εr=308.74,tanδ=0.00024,Eb=26.65kV/mm的介電性能。
　　2、探討了BaTiO3摻雜量變化對SrTiO3體系晶體結(jié)構(gòu)、微觀形貌、介電性能和耐壓性能等方面的影響,探討了其微觀結(jié)構(gòu)與介電性能之間的關(guān)系。
　　3、選用BaCuB2O5作為燒結(jié)助劑對多離子摻雜的SrTiO3體系進(jìn)行降低燒結(jié)溫度

4、的實驗,研究了BaCuB2O5添加量的變化對SrTiO3體系晶體結(jié)構(gòu)、微觀形貌、介電性能和耐壓性能等方面的影響。研究發(fā)現(xiàn)BaCuB2O5添加量為1mol%的樣品在1075oC燒結(jié)時,具有最佳介電性能:εr=311.37,tanδ=0.00321,Eb=28.78kV/m,Ud=1.05 J/cm3,η=98.83%。
　　4、選用三價稀土元素離子Er3+,按照Sr2+離子空位補償機制對應(yīng)的化學(xué)配比,對SrTiO3體系進(jìn)行了不等價離