Ba1-xCaxZr0.1Ti0.9O3陶瓷介电性能的研究

郑占申，侯潇宇,李远亮，何盼盼

(华北理工大学材料科学与工程学院 河北省无机非金属重点实验室, 河北 唐山 063009)



Ba1-xCaxZr0.1Ti0.9O3陶瓷介电性能的研究

郑占申，侯潇宇,李远亮，何盼盼

(华北理工大学材料科学与工程学院 河北省无机非金属重点实验室, 河北 唐山 063009)

郑占申

摘要：电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一，在工农业、国防、科学研究和日常生活中都有广泛的应用。其中陶瓷电容器具有耐高温、耐腐蚀、介电常数高、性能稳定等特点，满足当前集成电路对电容器小型化、高容量的要求。以BaCO3、CaCO3、ZrO2和TiO2等为原料，Y2O3为掺杂剂，以掺杂量为0.05%Y2O3(摩尔百分比)的Ba1-CaspanZr0.1Ti0.9O3陶瓷材料为研究对象，研究了CaCO3加入物对体系微观形貌和介电性能的影响。结果表明，CaCO3的加入不改变试样主晶相，但随着CaCO3掺杂量的增加，晶粒尺寸逐渐增大，试样的室温介电常数εr有所提高，试样的介电损耗tanδ骤然增大，然后降低。与此同时，材料的居里温度向低温方向移动，但移动范围较小;样品的介电常数峰值逐渐降低，样品的介电常数温度变化率减小。

关键词：锆钛酸钡；掺杂；微观形貌；介电性能；居里温度

1前言

由于纯钛酸钡的居里温度较高，室温介电常数较低，在实际应用中受到一定限制。为了满足实际需求，通常采用掺杂剂来改变钛酸钡的性能。锆钛酸钡陶瓷材料[Ba(ZrxTi1-x)O3，BZT]作为陶瓷电容器性能较好[1-2]。在锆钛酸钡中Zr4+取代B位的Ti4+，改变了材料的晶格常数，使材料的四方相与立方相之间的相变温度发生改变；同时由于Zr4+的半径(0.087 nm)比Ti4+的半径(0.068 nm)大，Zr4+比Ti4+具有更好的化学稳定性，使得锆钛酸钡陶瓷材料具有较高的室温介电常数。……