1、 介电材料又称电介质，是电的绝缘材料。主要用于制造电容器。要求材料的电阻率高，介电常量大。种类很多，重要的有金红石（TiO2）瓷，含二氧化钛的复合氧化物陶瓷，如钛酸钙、钛酸镁、钛酸钡等。云母具有层状结构，易剥离成薄片，适于用作叠层型电容器。压电材料，钛酸钡 BT、锆钛酸铅 PZT、改性锆钛酸铅、偏铌酸铅、铌酸铅钡锂PBLN、改性钛酸铅 PT 等。这类材料的研制成功，促进了声换能器，压电传感器的各种压电器件性能的改善和提高。 稀土参杂1.铈掺杂A 用改善的溶胶凝胶法制备铈掺杂钛酸锶钡(Ba 0.6 Sr 0.4 TiO 3 , BST)薄膜，研究其结构与介电性能。X 射线光电子能谱表明，铈掺杂显
2、著地减少了薄膜表面非钙钛矿结构。但是，由于掺杂薄膜较薄且掺杂量小，X 射线衍射结果未见明显变化。(AFM) 原子力显微镜结果表明，掺杂 BST 薄膜表面光滑致密。掺杂 BST 薄膜的介电性能大幅度提高，在 40 V 外加电压下介电调谐率达 60.8%，零偏压下的介电损耗为 0.0265。Sol-Gel 法具有分子级均匀度、容易改性、掺杂范围宽、工艺简单以及成本低等优点而得到普遍青睐。但 Sol-Gel 法薄膜容易产生裂纹、致密性差，阻止了该方法的广泛应用。针对这个问题，用添加聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)或聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone，PVP) 添
3、加剂来改善 BST 的形貌并取得良好的效果。 按 Ba 0.6 Sr 0.4 TiO 3 的化学计量比分别称取一定量醋酸钡和醋酸锶溶于热冰醋酸中，经充分搅拌形成 BaSr 前驱液；称取一定量醋酸铈溶于热冰醋酸中，经充分搅拌形成 Ce 前驱液；将适量的钛酸丁酯与乙酰丙酮混合并加热搅拌而成 Ti 前驱液。将 BaSr 前驱液和 Ti 前驱液充分混合并加热搅拌，再加入乙二醇甲醚和 PVP，充分搅拌后用乙二醇甲醚滴定定容，得到一定浓度的稳定透明溶胶。称取一定量醋酸铈溶于热冰醋酸中，经充分搅拌形成 Ce 前驱液。 ，未掺杂时，薄膜的 XRD 峰很微弱，但呈(110)择优取向。掺 Ce 后，由于薄膜的晶粒
4、细化，且薄膜较薄及掺杂量(1%摩尔分数)较少，则 XRD 峰更微弱。据文献7报道，当 Ce 的掺杂量 10%时，XRD图谱才有明显变化。 B 2 其它有文献报道, 用 La 3+ 、Ce 4+ 、Sm 3+ 、Dy 3+等稀土元素离子进行 A 位掺杂取代, 均使材料的性能得到了不同程度的提高。 加 MgO、MgT iO 3 、Mg 2 SiO 4 等化合物。镁离子能够提高 BST 材料的介电性能、降低漏导电流并保持较好的可调谐性。Mg2+进行部分 B 位取代。研究发现微量 MgO 掺杂对 Ba 0. 6 Sr 0. 4 TiO 3 陶瓷的介电性能有较大改善, 使得材料的居里温度明显向低温方向移
5、动, 且使室温附近的介电损耗大幅度降低,一方面因为 Mg 离子替代 B 位的 T i 离子使得晶胞参数变小而致 ; 另一方面是由于晶粒尺寸变小使得内应力增大导致系统向立方钙钛矿结构转变。XPS analysis of Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 thin film after dry-etching by CHF3 plasma快速热处理对 BaSrTiO3薄膜微结构的影响张雪峰1 李会容2 武昭妤11钒钛资源综合利用四川省重点实验室,四川攀枝花617000 2攀枝花学院电气信息工程学院,四川攀枝花617000 材料工程 2009年第9期摘 要:采用射频溅射法在 Si 基片上制备 B
6、aSrTiO3（BST）薄膜，利用 S 射线衍射和原子力显微镜（AFM）研究了快速热处理温度和时间对 BaSrTiO3薄膜微结构的影响。结果表明：BST 薄膜的衍射峰强度和结晶度随退火温度的升高而提高。随退火温度的升高，BST 薄膜的表面粗糙度经历先降低后增大的过程，而 BST 薄膜的晶粒尺寸单调减小。当退火温度为700时，随退火时间的增加， BST 薄膜的晶粒尺寸几乎不发生变化，而表面粗糙度单调减小。掺杂 CeO2 对 BaSrTiO3 介质瓷性能的影响 王晓凤 曲远方 金莉莉 郭倩摘 要:以碳酸钡、碳酸锶和2氧化钛等为原料，CeO2 为掺杂剂，在不同温度下烧结，制得了 Ba0.92Sr0.
7、08TiO3系介质瓷，用 Automatic LCR Meter 4225测试了在1kHz 条件下试样的电容量 C 和介质损耗因数 D，并测试了在-25+125试样的 C 和 tg ，得到了试样居里温度 Tc 及相对介电常数和介电损耗随温度的变化曲线。结果表明：在室温下，试样的相对介电常数随着 CeO2含量的增加，呈现先增大后减小的趋势，而介电损耗随着CeO2含量的增加，则呈现先减小后增加的趋势；在不同烧结温度下得到的相对介电常数及介电损耗，则发现随着温度的升高相对介电常数呈上升趋势，而介电损耗呈下降趋势。最终得到在1340下烧结 CeO2含量为0.75mol%的 BaSrTiO3介质瓷性能最
8、佳，相对介电常数最大值为3001.4，介电损耗最小值为5410-4，介电常数变化率为37.56%( 25 to 85)。 Pulsed laser deposition of ferroelectric thin films for room temperature active microwave electronicsCarter, AC; Horwitz, JS; Chrisey, DB, et al.9th International Symposium on Integrated Ferroelectrics, 日期: MAR 02-05, 1997 SANTA FE NMSingl
9、e phase, (100) oriented Ba0.5Sr0.5TiO3 films have been deposited by pulsed laser deposition (PLD) onto (100) LaAlO3, SrTiO3, MgO substrates and single crystal (100) Ag films. Single phase, (100) oriented KTa0.6Nb0.4O3 films have been grown on (100) SrTiO3 and MgO. The dielectric properties of these
10、films were measured as a function of DC bias at 1 MHz and 1 to 20 GHz. The 1 MHz measurements were made as a function of temperature between 30-350 K and the 1 to 20 GHz measurements were made at room temperature. Dielectric properties were measured using interdigitated and parallel plate capacitors
11、. A 75% change in the capacitance was achieved using a 40 V bias across a 5 mu m interdigitated capacitor gap (80 kV/cm). Capacitors with high tuning were always accompanied by low Qs (similar to 10s). Conversely, capacitor Qs in excess of 500 were observed but these films had poor tuning. Deposited
12、 films were annealed over a temperature range of 900 to 1250 C for 8 to 12 hours. Post annealing the films generally improved both the Q and percent tuning and indicates a direction for further dielectric film improvement.Structural and microwave properties of (Ba, Sr)TiO3 films grown by pulsed lase
13、r deposition. 标题: Structural and microwave properties of (Ba, Sr)TiO3 films grown by pulsed laser deposition作者: Kim, WJ; Chang, W; Qadri, SB, et al.来源出版物: APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING 卷: 70 期: 3 页: 313-316 出版年: MAR 2000摘要:The relationship between the structure and the microwave d
14、ielectric properties of epitaxial Ba0.5Sr0.5TiO3 (BST) films has been investigated. Single-phase BST films (40-160 nm) have been deposited onto (100) MgO substrates by pulsed laser deposition. As-deposited films show a significant tetragonal distortion. The in-plane lattice parameters (a) are always
15、 larger than the surface normal lattice parameters (c). The tetragonal distortion depends on the thickness of the films and the post-deposition annealing conditions. Films annealed at 900 degrees C show less tetragonal distortion than the as-deposited film and the films annealed at higher temperatur
16、es. The distortion in the film is due to stress caused by the lattice mismatch and thermal expansion coefficient differences between the film and the substrate. The dielectric constant and its change with de bias voltage of BST films on MgO at microwave frequencies increase with increasing annealing
17、 temperature from 900 degrees C to 1200 degrees C, which corresponds to an increase in the tetragonal distortion.钛合金微弧氧化电参数对成膜特性及表面性能的影响本文在 Na2SiO3-(NaPO3)6-Na2MoO4 溶液中，使用恒定脉冲电流和恒定脉冲电压两种控制模式制备 Ti6Al4V 合金的微弧氧化陶瓷层，分析了微弧氧化处理的电参数特性。使用扫描电子显微镜、XRD、涡流测厚、超显微硬度、动态极化曲线、球- 盘摩擦等方法分别研究电参数对陶瓷层形貌、相结构、厚度、显微硬度、耐腐蚀及摩
18、擦学性能的影响，研究了陶瓷层的抗变形能力、拉伸强度以及电绝缘性能。微弧氧化过程存在三个阶段：第一阶段合金表面迅速生成一层厚约 10m 的陶瓷层；第二阶段微弧放电区域不断扩展，陶瓷层厚度缓慢增长；放电区域扩展到整个表面后为第三阶段，陶瓷层厚度随时间快速增长。钛合金微弧氧化陶瓷层主要由锐钛矿相和金红石相的 TiO2 组成，含有少量无定形相和 Ti 的不饱和氧化物。随着处理时间延长或者脉冲能量升高，金红石相含量增加。溶液中的成分参与成膜的化学反应，陶瓷层中含有 Si、P 等元素，Si 元素在靠近外层处含量较高，而 P 元素则在内层偏聚；加入负向脉冲后，外层的 Si 元素含量明显升高。经过微弧氧化处理
19、后，钛合金表面的摩擦学性能大幅提高，微弧氧化陶瓷层摩擦系数相对于基体显著降低。对动态极化曲线分析表明，存在最佳的处理时间和负向脉冲参数，以获得较好的耐腐蚀性能；较小的占空比和正向脉冲电压条件下获得的陶瓷层耐蚀性能更好。其中处理时间为 20min 和占空比为 4%的陶瓷层腐蚀电流相对于基体降低了 4 个数量级。钛合金微弧氧化陶瓷层具有良好的机械性能，厚度大于 30m 的陶瓷层在500kg 压力作用下能保持与基体的良好结合。工件承受拉应力变形时，陶瓷层直到断裂破坏时才开始从基体上剥离。在金属表面原位形成陶瓷层后，减少了工件有效承受载荷的面积，拉伸强度降低了约 5%。电击穿试验结果表明，钛合金微弧氧化陶瓷层具有良好的电绝缘性能，其绝缘电压可达到 800V 以上。
