1、BixCa 1 1 5x Cu3Ti4O12基陶瓷制备性能及表征李永540911020116 内容提纲 一 选题背景及意义二 BixCa 1 1 5x Cu3Ti4O12材料的制备方法三 工作内容四 总结 1 电子材料的更新换代需求 目前 具备高介电常数性质的材料是以钙钛矿结构的BaTiO3为代表的铁电体 因BaTiO3具有高介电常数 优良的铁电 压电 耐压和绝缘性能 其超细粉末被大量用于多层电容器 印刷电路板 集成电路 压电陶瓷等电子陶瓷元件的制作 但是粗晶粒BaTiO3陶瓷的介电性能受温度的影响变化较大 这在实际应用时将会造成器件因电容变化而不能稳定地工作 所以科技工作者长期以来一直在寻找
2、室温附近较宽的温区内具有高介电常数 低损耗 高稳定性的铁电材料 一 选题背景及意义 近年来一种具有类钙钛矿体心立方结构的CaCu3Ti4O12 CCTO 化合物由于其在室温 低频下具有巨大介电常数 104 105 较低的介电损耗和相当宽的温区内 100 600K 保持较好的稳定性而引起了人们的注意 除此之外 该材料还具有优良的压敏性能 2 巨介电材料 CCTO CaCu3Ti4O12的晶体结构属Im3 No 204 空间群 X射线衍射 XRD 和拉曼散射测量已经证明 即使冷却35K 也不发生任何长程结构相变 CaCu3Ti4O12材料的巨介电特性主要由应力模型 弛豫机制 边界势垒层电容效应 I
3、BLC 来解释 CCTO的晶胞结构图 从上可知 CCTO有着高介电常数 低损耗等多种优点 但同时我们也应该认识到CCTO存在的缺点 热稳定性不好 我们知道如果想把CCTO实际运用到电子器件制造中 我们还需要CCTO在一定温度范围内具备有较好的热稳定性 在查阅过大量文献后 本课题想研究对CCTO掺杂BI后 看其相关性能是否能得到改善 本研究的目的在于利用传统固相反应法在较低的烧结温度下进行掺杂Bi以制备出BixCa 11 5x Cu3Ti4O12 并对其微观性形貌及在不同预烧温度下的介电性能 压敏特性进行测试分析 探究掺杂Bi后的CCTO其介电性能 压敏特性的改善效果 4 本研究的选题意义 1
4、固相反应法 使用原料按化学配比混合后 在玛瑙研钵中研磨 2 溶胶 凝胶法 使用原料用溶剂溶解后经加热搅拌 在催化剂作用下形成胶体 二 BixCa 1 1 5x Cu3Ti4O12材料的主要制备方法 1 BixCa 1 1 5x Cu3Ti4O12陶瓷制备 烘干温度为120 研磨 温度为550 研磨 三 工作内容 对比CCTO标准XRD图可以看出 800 900 预烧得到的陶瓷样品都发现了明显的CCTO晶相的衍射峰 基本上没有杂相衍射峰 属于单晶立方钙钛矿结构 而且这些主衍射峰与标准XRD图上的峰相互匹配 说明800 己经达到了CCTO形成晶相的温度 这相对于传统固相反应法来说 煅烧温度降低了100度以上 1 XRD图谱 CCTO陶瓷样品的XRD图 2 结构及形貌分析 从图上可以很直观的看到在900 预烧经烧结得到的陶瓷的晶粒粒径约为5um左右 800 预烧的约为3um左右 而且前者所得到的晶粒更大更饱满 晶粒之间接触地也越紧密 2 SEM图像 在1000 下烧结8h 谢谢
