低溫燒結BSCT-MgO復合鐵電材料及其介電性能研究.pdf

1、為了實現(xiàn)鈦酸鍶鋇鈣(BSCT)基調(diào)諧性材料LTCC應用化，本文的目標是低溫燒結下制備適中介電常數(shù)、低介電損耗、高可調(diào)性和介電溫度穩(wěn)定性好的陶瓷材料。本課題研究MgO在BSCT-MgO復相材料的作用和機理，Mn摻雜和B2O3-ZnO玻璃的摻雜對BSCTM材料的介電性能改善和低溫燒結的影響。納米MgO粉體和共沉淀的BSCT粉體具有精細結構，采用B2O3-Li2CO3燒結助劑，發(fā)現(xiàn)單一相材料在1000℃下未達到致密燒結，且含有較多的氣孔。Mg

2、O的加入使復合材料氣孔消失，結構變得致密。MgO增加，BSCT晶粒逐漸減小，介電常數(shù)也隨之降低，居里溫度向低溫移動，MgO添加量為60wt％時，晶粒減小為0.7-1.5μm，介電常數(shù)為90，損耗維持在1×10-3數(shù)量級，居里溫度為-27℃。950℃燒結時，BSCT-1wt％MgO在室溫、1kV/mm直流偏場條件下的可調(diào)性高達18％，介電溫度曲線較為平坦，這一優(yōu)異性能可以與1200℃制備的純BSCT材料的可調(diào)性20％相媲美。實現(xiàn)了低溫燒結

3、制備高調(diào)諧性、介溫性能穩(wěn)定的BSCT基鐵電材料。MgO的加入，改善了高溫下B2O3-Li2O液相的粘度，提高了液相的流動性，便于擴散與傳質(zhì)。MgO的加入，提高了B2O3-Li2O液相對BSCT晶粒的潤濕性，良好的潤濕環(huán)境促使“小顆粒粉體-MgO-B2O3-Li2O液相-BSCT晶粒”模式進行順暢，晶粒更好地吸收液相傳質(zhì)，從而促進晶粒發(fā)育，材料致密化程度增加。
　　 BSCTM復相材料的居里溫度隨著Mn離子摻雜量增大向負溫度移動，

4、可調(diào)性呈先增大后減小趨勢。當Mn=0.50mol％時，950℃燒結的BSCT-45wt％MgO復相材料在0.71kV/mm下的可調(diào)性高達4.8％，實現(xiàn)了低溫燒結制備高可調(diào)性材料的目的。BSCT-45wt％MgO材料，添加10wt％B2O3-ZnO玻璃時，1000℃燒結形成大量的玻璃相，破壞了BSCT中Ti離子非諧運動的連續(xù)性，導致可調(diào)性喪失。為了改善這一材料，采用提高鐵電相和降低玻璃量，BSCT-22wt％MgO復相材料添加2.5wt％