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钡钛钕陶瓷系统介电性能的研究

刘家正  
【摘要】:本论文系统地研究了Ba_(6-3x)Nd_(8+2x)Ti_(18)O_(54)系统的介电性能。研究表明,随着x的增大,系统得介电常数逐渐减小,损耗减小。在x=2/3的时候介电常数有明显变大的趋势,而后随着x的增大介电常数减小。当x=1/2时该系统陶瓷具有较为理想的介电性能,此时介电常数ε大约等于80,tgδ小于1×10-4,αε在-150×10-6/℃附近。以此为基础,研究了La~(3+)、Sr~(2+)、Ca~(2+)等离子对系统成分的取代,以及Bi2O3的掺杂对系统介电性能影响。研究表明,当La~(3+)取代Nd~(3+)后构成BaNd2-xLaxTi4O12时,随着La~(3+)对Nd~(3+)取代量的增加,系统介电常数变大,温度系数负向移动,损耗减小。Sr元素和Ca元素虽然为同属IIA主族,但取代Ba~(2+)后,对系统性能影响大不相同。在Ba1-xSrxNd2Ti4O12系统中,随着Sr~(2+)对Ba~(2+)取代量的增大,系统的介电常数呈现先减小,后增大,再减小的趋势,在x=0.2-0.25区间内,系统介电常数出现最大值,系统损耗在x=0.15附近出现极大值,然后慢慢随x的增大而增加,温度系数在x=0.2附近最接近于0,然后随x的增大而负向移动,温度系数的绝对值变大。在Ba_(1-x)Ca_xNd_2Ti_4O_(12)系统中,随着Ca~(2+)对Ba~(2+)取代量的增大,介电常数逐渐增加,但在x=0.3附近出现一个极小值,损耗随x变大而显著增加,温度系数全部为负值,并呈现先向负值方向移动,后向正值方向移动。在Ba_(0.95)Ca_(0.05)Nd_2Ti_4O_(12)中添加不同质量的Bi_2O_3,系统的介电性能在添加量为4wt%时最优,温度系数会随着Bi_2O_3的添加量增多而正向移动。通过本论文的研究,为最终制备出介电常数高,损耗小,温度系数接近于0的高频热稳定陶瓷材料奠定了基础。


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