文档介绍：青岛大学
硕士学位论文
铌酸锶钡陶瓷的烧结行为和掺杂改性研究
姓名:王丽丽
申请学位级别:硕士
专业:凝聚态物理
指导教师:隋万美
20090605
要摘关键词:铌酸锶钡;烧结助剂;掺杂;烧结行为;介电性能铌酸锶钡晶体具有优良的电光、热电、压电和光折射性能,是无铅铁电体领域最具应用潜力的材料之一。但复杂的生产技术,高昂的制备成本,严重制约了其在各领域的广泛应用。铌酸锶钡陶瓷以制备成本低、工艺简单等优点受到越来越多研究者的青睐。但传统烧结工艺制得沾梢虼嬖诰ЯR斐3ご笙窒螅苣言谖扪条件下烧结致密,导致材料电学、光学性能与晶体相比还有很大差距。因此,本论文以避免局部液相引起的晶粒异常长大,提高铌酸锶钡陶瓷致密度,改善介电性能为目的,选择无定形为烧结助剂,制备高致密度铌酸锶钡和掺杂铌酸锶钡陶瓷材料,研究烧结助剂以及”掺杂对陶瓷烧结行为、显微结构和介电性能的影研究结果表明:随着烧结助剂添加量的增加,沾傻纳战峒せ钅芗跣。结速率加快:相同烧结条件下,陶瓷致密度提高,晶粒尺寸增大:同时陶瓷介电性能改善,弥散相变程度减弱。添加%的时,陶瓷样品相对致密度达到~.ィЯ3拾糇矗嵯蚱骄Я3叽缭..;岣叩絶,约为已有研究结果的两倍。说明添加烧结助剂是一种能有效提高铌酸锶钡陶瓷致密度,抑制晶粒异常长大,改善介电性能的低成本方法。对掺杂铌酸锶钡陶瓷的研究发现:掺杂的”在热处理后未完全进入晶格,残留部分在烧结过程中才完全进入晶格。进一步研究发现,与烧结助剂相比,”掺杂对烧结行为的影响较弱,当量达到%时,掺杂对烧结行为的影响基本可以忽略。但随掺杂量的增加,铌酸锶钡晶胞轴缩短,晶胞体积缩小;晶粒尺寸也减小,陶瓷的介电峰值和居里温度降低,弥散相变效应增强,介电性能的频率敏感度增加,升降温过程中热滞现象出现的温度升高。说明在烧结助剂很大程度上控制致密化过程的情况下,掺杂仍能起到改善介电性能、减小晶粒尺寸本研究使用的原料成本低廉,工艺简单、环保,制备的铌酸锶钡陶瓷烧结范围大,显微结构均匀,介电性能优良,具有较好的实用前景。响。的作用。
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论文作者签名:两匦研日期:蟛年彳月谌日期:训年聀日不保唰。日期:听年学位论文独创性声明学位论文知识产权权属声明本人声明,所呈交的学位论文系本人在导师指导下独立完成的研究成果。文中依法引用他人的成果,均已做出明确标注或得到许可。论文内容未包含法律意义上己属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请本人如违反上述声明,愿意承担由此引发的一切责任和后果。本人在导师指导下所完成的学位论文及相关的职务作品,知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,署名单位仍然为青岛大学。年解密后适用于本声明。的论文或成果。本学位论文属于:保密口,在朐谝陨戏娇蚰诖颉按纭论文作者导师签名旧鞯陌嫒ü榍嗟捍笱校淳砜桑魏蔚ノ患叭魏胃鋈瞬坏蒙米允褂
引言功能陶瓷材料是现代电子与信息技术领域广泛应用的的材料之一,其介电、铁电、压电、光电、热释电等性能均得到广泛的开发与应用。其中性能优良的压电、铁电陶瓷材料应用最为广泛,但目前普遍采用的压电、铁电陶瓷大都为锆钛酸铅亩O怠⑷O堤沾桑饫嗵沾珊プ笥业腜騊有较强的挥发性和毒性,在制备、使用和废弃过程中都会给生态环境带来污染,进而影响人类健康。因此,开发性能优良的无铅陶瓷材料来替代铅基陶瓷是一项迫切的、具有重大社会和经济意义的课题【俊D壳案鞴芯勘ǖ嫉奈耷ρ沟缣缣沾商系按结构分类主要有:含铋层状结构、钨青铜结构和钙钛矿结构。这些无铅陶瓷材料由于成分和结构的不同,在电学性能上各有特点,虽然总体性能上与逑堤瓷材料相比尚有一定差距,但已成为近年来陶瓷材料研究的主要方向之一【俊能,可广泛地应用于铁电动态存储器、铁电光波导电光调制器和热释电红外探测器等集成光电器件方面,而且在制备使用过程中能够避免传统铁电材料的铅污染问题,在研究领域得到广泛重视。虽然ゾЬ哂杏乓斓男阅埽际跄度大,制备成本高等缺点严重限制了其在工业中的广泛应用【俊O啾戎拢琒陶瓷则具有制备成本低、易于制备大尺寸构件等优点,能够适应工业化生产的需要。近年来,有关铌酸鳃钡陶瓷的研究受到越来越多的关注,系统地研究倘芴逄瓷的结构、性能以及结构与性能的关系具有重要的意义。然而沾缮战峁讨幸追⑸ЯR斐3ご螅苣训玫浇峁怪旅艿纳战崽澹其综合性能与铅基陶瓷或逑啾龋写嬖谝欢ú罹啵孕杞写罅康难芯抗作。到目前为止,控制沾删ЯR斐3ご蟮姆椒ㄖ饕S校毫讲缴战岱ê腿妊狗ǎ但都有一定的局限性,无法满足低成本批量生产的要求。另外,阳离子掺杂可以提高晶体或陶瓷制品的质量,改善光学、电学性能。有研