文档介绍：摘要沾刹唤鼍哂懈叩慕榈绯J腋叩慕榈绯J诮宽的温度范围内具有高度稳定性,这使得陶瓷在小型电子器件领域颇具应用前景。但是其相对较高的介电损耗及高的介电常数对于工艺的敏感性在很大程度上成为材料实际应用的瓶颈。因此,系统的研究陶瓷介电性能的改性机理和规律,探索和开发优化陶瓷性能的工艺方案对其实际应用具有重要的意义。本论文针对陶瓷的研究现状,以改善陶瓷晶粒和晶界特性为主线,研究了掺杂工艺对陶瓷介电性能、低温合成及烧结的影响,同时也探索了冷却工艺对陶瓷综合介电性能优化的技术方案。分别得出以下创新性结果:可以作为陶瓷的掺杂添加物以改善品界特性。当添加量%时,会促进陶瓷品粒的长大,并可以在较低的烧结温度下提高陶瓷致密度:介电损耗随的掺入而明显减小,阻抗分析表明其主要原因是由的掺入造成了陶瓷品界电阻的增大所致。虰元素掺杂结构中坏腡螅ü滔喾从Ψㄔ.℃相对较低的温度下可实现物相的低温合成;同时并可以明显提高陶瓷在嫦碌纳战嵝阅堋掺杂后所得陶瓷在低频下的介电常数高达.,但随频率的增大而骤减到高频下的左右;同时也会导致晶界电阻明显减小而使介电损耗显著增大。粼雍罂梢蕴岣咛沾低温烧结后的介电常数及其频率稳定性;当粼恿课.%时介电常数达到最高,在范围内维持在左右,%时,在的频率范围内,可以在提高介电常数的同时,介电损耗也得到明显的降低。掺杂可以降低陶瓷的烧结温度,使其在℃烧结时具有相对较好致密度;随掺杂量的增加,陶瓷的相对密度、晶粒尺寸和晶格常数随之增大;,同时介电常数的频率稳定性也得到改善,
和鰅的混价结构发生改变所致。在空气中冷却时,不同起始冷却温度影而且介电损耗也较之明显降低。稀土蚅粼尤〈鶦峁怪蠥位的时,物相组成受到影响的掺杂量不同:牟粼恿糠段Ы峡恚ナ倍訡奈锵嘧槌苫疚影响,而掺杂量为%时陶瓷中就开始出现仍酉唷蚅粼踊嵋种艭沾删Я5某ご螅湟种凭ЯIさ牟粼恿裤兄不同,%,而则相对较大为%。当粼恿课ナ保不仅可以提高陶瓷的介电常数,而且可以同步降低陶瓷的介电损耗;掺杂同样可以提高陶瓷的介电常数,但同时也会导致介电损耗的增加,从而不利于综合介电性能的提高。嗀K谹位共掺杂时,对物相组成基本无影响,但会导致晶格常数明显减小;与ザ啦粼酉啾龋种铺沾删ЯIさ牟粼恿裤值提高一倍%币不嵯鮕单独掺杂时对介电常数的提高程度,但在较高的掺杂量时%梢约跎資单独掺杂时引入晶界的缺陷而增大晶界电阻,从而在提高介电常数的同时,达到降低陶瓷介电损耗的效果。在空气中冷却时所得陶瓷具有相对随炉冷却时较高的介电常数和较低的介电损耗。阻抗谱表明其主导原因在于在空气中冷却时可以增强晶粒半导化的同时也使晶界电阻增大。另外,在空气中冷却时陶瓷的介电常数具有更好的频率稳定性,分析认为这是由不同冷却气氛下导致了陶瓷中疌响介电性能的优化程度,当起始冷却温度为媸保訡沾傻介电综合性能的优化最佳,其介电常数比随炉冷却时提高倍,同时介电损耗降低%。分析得出对陶瓷性能的优化程度取决于在冷却过程时,冷却气氛中氧的浓度、起始冷却温度和冷却速率能满足晶界被高度氧化后而对晶粒失去氧化作用,从而使陶瓷具有低晶粒电阻和高晶界电阻的最佳组合。这为优化陶瓷综合介电性能提供了一种新颖且简而有效的技术方案。综合来看,本论文通过元素掺杂及改变冷却工艺等方法实现了提高陶瓷介电常数,同时也显著降低介电损耗的目的,从而达到了优化综合介电性能的效果,这在现有的报导中是极为少见的。由此来看,本论文的结果对材料介电性能的优化及加快未来商业化的应用进程具有重要的意义。关键词:;介电性能;掺杂;晶界:晶粒半导化;冷却气氛摘要
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目录介电理论..⋯..⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..材料性能简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.材料研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯研究内容和研究意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯实验部分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯结果与讨论.⋯⋯⋯⋯⋯......⋯.⋯⋯⋯.⋯.⋯......⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.介电特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.压敏特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯陶瓷及薄膜的合成制备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯陶瓷掺杂改性的研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯复合材料的制备及性能研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯陶瓷烧成气氛的研