BaSnO3掺杂对BaTiO3-Nb2O3-Co3O4系统介电性能的影响

赵 新， 蒲永平， 陈小龙

(陕西科技大学材料科学与工程学院， 陕西 西安 710021)

0 引 言

BaTiO3(BT)基介质材料因其具有高的介电常数，且不含铅对环境无害而被广泛应用于电子元器件的生产中.Nb、Co氧化物掺杂BaTiO3介质瓷料因具有高的介电常数和良好的介电常数温度稳定性而广泛用作Y5P、X7R等多层陶瓷电容器(MLCC).该系统陶瓷烧结体具有“核-壳”的微观结构[1-4].核为纯的铁电性BaTiO3，壳为改性离子不同浓度梯度分布形成的固溶体，“核-壳”两相相互制约使介电常数温度特性保持稳定.“核-壳”结构的稳定程度主要取决于掺杂离子向BaTiO3晶粒内部的扩散程度，通过控制固相反应形成适当比例的“核-壳”结构有利于改善介电常数的温度稳定特性[5].

BaTiO3-Nb2O3-Co3O4(BNC)系统瓷料是一种晶粒细小而均匀的铁电瓷料[6]，这种细晶结构所带来的介电性能上的优势是具有较高的电容温度特性.由于稀土元素离子化学性质的特殊性，应用其对BaTiO3系介质材料进行掺杂改性具有很好的功效，研究发现Co3O4和Nb2O5的复合掺杂可以使BaTiO3陶瓷的居里峰受到压抑并展宽，并且证明对BaTiO3陶瓷进行稀土氧化物的复合掺杂较单独掺杂效果好.然而，BNC系统瓷料的介电常数一直不能令人满意[7,8].在通常的制备工艺中，掺杂改性一直是制备高性能介质陶瓷的有效手段[9].立方钙钛矿结构的 BaSnO3作为一种有发展潜力的电子陶瓷材料，晶粒生长完好，具有明显的晶界效应、较高的介电常数、较低的损耗等特征[10].本文采用固相法工艺合成的BaSnO3粉体作为……