巨介电陶瓷材料的制备与功能表征虚拟仿真实验总结
掺杂钛酸钡粉体及陶瓷的制备和介电性能研究
ｗｅｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ＸＲＤ，
ＳＥＭ ａｎｄ ＴＥＭ ｍｅｔｈｏｄｓ＋Ｔｈｅ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｅｒａｍｉｃｓ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．
Ｉｎ ｇｅｎｅｒａｌ，ｔｈｅ ｍａｉｎ ｗｏｒｋ ｉｓ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ：
１．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｒｏｐｅｇｉｅｓ ｏｆｂａｒｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ Ｔｈｅ ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｂａｒｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ ｐｏｗｄｅｒｓ ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｓｏｌ－ｇｅｌ ｍｅｔｈｏｄ
ｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｂａｒｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ ｐｏｗｄｅｒｓ．Ｓｏ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ Ｎｂ２０５，Ｃ０２０３，ＮｉＯ，
ｂａｒｉｕｍ Ｎｄ２０３ ａｎｄ Ｎｂ２０ｓ－Ｃ０２０３＊－Ｎｄ２０３ ｄｏｐｅｄ
ｔｉｔａｎａｔｅ ｐｏｗｄｅｒｓ ａｎｄ ｃｅｒａｍｉｃｓ ｗｅｒｅ
ｃｅｒａｍｉｃｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｓｏｌ—ｇｅｌ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｐｏｗｄｅｒｓ ａｎｄ
ｃａｌｃｉｎｅｄ ａｔ ８００。Ｃ ｆｏｒ ２ｈ．Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｃａｌｃｉｎｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，Ｔｉ／Ｂａ ｒａｔｉｏ，ｆｉｒｅｄ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ
铌酸锶钡陶瓷材料的制备及介电性能研究
１ 引 言
铌酸锶钡Ｓ￣ａ＿￣２ ６ Ｏ ５ ≤Ｏ７ ， ｒ １ ｏ０ （ ， ≤ ．５ 简写为Ｓ Ｎ） Ｂ Ｊ ２ Ｂ
是ＳＮ ２ ６ ａ ｂ０ 的固溶 体 ，在组 成范 围内属 于四方 ｒ ｂＯ 和Ｂ Ｎ ２ ６
维普资讯
戚
冰 等 ：铌 酸锶 钡 陶 瓷材 料 的制 备 及 介 电性 能研 究
铌酸 锶钡 陶瓷材料 的制 备及 介 电性 能研 究
戚 冰 ， 陈 国华
（ 桂林 电子科 技大学 材料科 学与工程 系 ，广 西 桂林 ５ １０ ） ４ ０ ４
摘 要 ： 以 Ｂａ Ｏ ， ｒ Ｏ 和 ＮｂＯ 作 为原料 ，采用 高 Ｃ ３ＳＣ ３ ２５
． 射 线衍射仪 ，Ｃ 靶 Ｋ 辐射 ，衍射角度 １￣７ 萱 Ｉｃ０ 一 ｕ ａ ０． 。，对 ０ ｓ 芒 样品
制得 的陶瓷样 品介 电常数 最 高（ 一 ：１４ ） 里温度 ４ ７，居
（ ）为 ｌ Ｏ 。 瓦 ３℃
关键词 ： 高能球磨 ；铌 酸锶钡 陶瓷 ；Ｘ 射线 衍射 ；扫 描 电镜 ；介 电性能
ｍｍ的坯 片。分别在 １ ５ 、１ ８ 、１０ 和 １５ ℃下保温 ３ ２０ ２ ０ ３０ ３０ ｈ 考察 烧结 温度 对陶 瓷性能 的影 响；选 择在 １０ ℃下分 ３０ 别 保温 １ ，３ 和 １ ｈ ． ５ ，６ ２ ，研 究保温 时间对 陶瓷性 能的影 响 。采用 德 国Ｂ ＵＫ Ｒ公司生产 的Ｄ８Ａ Ａ Ｅ Ｒ Ｅ 一 ＤＶ ＮＣ Ｄ型Ｘ
的粉体 在 ｌＯ ＂ ｌ０Ｃ时合成 Ｓ Ｎ ０ 相 ；随着烧 结温度 的 Ｂ ５单 升 高和保 温时 间的延长 ，Ｂ ０陶瓷的介 电常数先增 大 Ｓ Ｎ５
高性能新型陶瓷材料的制备与研究
高性能新型陶瓷材料的制备与研究摘要：高性能陶瓷材料的使用温度一般为1400~1500℃，超高温的材料能够达到1800℃以上，主要包含过渡金属的硼化物、碳化物以及石墨、氮化硼等。
高温陶瓷材料主要的优势是熔点较高，具备超高温耐腐蚀性及超高温稳定性，在国防、航天以及容器保护中应用广泛。
目前加强了对Si—B—C—N超高温陶瓷材料的研究，主要应用于超高温涂层材料，制备工艺主要是有机前驱体法，但是因为对超高温稳定机理的理解还需要进一步的加深和研究，其操作严格、成本较高。
因此，加强对新的制备工艺技术的研究，深入探讨超高温稳定化机理将成为未来研究的重要方向和内容。
基于此，对高性能新型陶瓷材料的制备与研究进行研究，以供参考。
关键词：高性能新型陶瓷材料；制备工艺引言从1962年R.L.Coble首先研究并成功生产了高性能的氧化铝复合陶瓷开始，就为复合陶瓷技术开拓了崭新的应用领域。
该类材料不但具备较高的性能，而且耐腐蚀，可在高温高压下正常工作，还拥有其他金属材料所无可比拟的特性，如硬度较高、介电性能优异、低电导率、高温导性好等，从而逐步在照明科技、光学、特种仪表制作、无线电子科技和高温科技等领域得到越来越深入的运用。
1高性能陶瓷材料应用前景陶瓷材料是新材料中的重要分支，在能源、机械、冶金、汽车以及石油化工等各个行业发挥着重要作用，成为工业技术发展中不可或缺的关键材料。
随着社会经济市场的快速发展和国民经济水平的不断提升，工业企业的技术水平也在不断发展和提升，各个行业都迫切的需要大量的高性能陶瓷材料，因此市场前景较为广阔。
陶瓷材料一般情况下分为结构陶瓷、功能陶瓷，有的还分为陶瓷涂层以及陶瓷复合材料等。
目前使用较为广泛的主要是以结构陶瓷和功能陶瓷为主，其中结构陶瓷的优势是耐磨性较强、强度较高，在热机部件、耐磨部件等领域中具有较为广泛的应用。
陶瓷材料在多个领域中都得到了广泛应用，尤其是在高新技术领域，陶瓷材料在其中发挥着非常关键的作用。
介电功能材料PPT
第四章 介电陶瓷
三、介电陶瓷电容器 陶瓷电容器以其体积小、容量大、构造简洁、优良的高
频特性、品种繁多、价格低廉，便于批量生产而广泛应用于 家用电器、通信设备、工业仪器等领域，是目前飞速进展的 电子技术的根底之一。
PMN-PT
〔～700℃〕
❖ 1/6P3N2 + 1/3MgO + 1/2PbO + PT
PMN-PT
❖
(～800℃)
❖
❖
用MSS法制备PMN-PT陶瓷时，主要形成了一个富
Pb的、缺B位、不稳定的焦绿石相P3N，Mg2+很简洁占据
Nb5+的空位形成立方焦绿石相Pb2Nb4/3Mg2/3O6，而
❖ Pb〔Mg1/3Nb2/3〕O3是立方钙钛矿构造，因此，很简 洁发生转变。
第四章 介电陶瓷
〔2〕微波介电陶瓷 微波介电陶瓷主要用于制作微波电路元件，在微
波滤波器中用作介质谐振器。评价微波介电陶瓷材 料的主要参数是介电常数、品质因素和谐振频率温 度系数。
要求具有以下性能：适当大小的介电常数，且值 稳定；介电损耗小；有适当的介电常数温度系数； 热膨胀系数小。
其争论体系有：MgO-CaO-TiO2
第四章 介电陶瓷
虽然PMN具有高的介电 常数，tgδ也较小，成瓷温 度在1050~1100℃，可用来 制作低温烧结独石电容器。 但缺点是居里温度和负温损 耗较大。为此，通常使用 PbTiO3做为移峰剂。
第四章 介电陶瓷
Dielectric constant
10000 8000 6000
100Hz 1kHz 10kHz 100Hz 1kHz 10kHz
Ba1-xSrxTiO3(x=0,0.1,0.2,0.3,004)陶瓷材料的结构及介电性能的研究
中图分类号 ： ５ ２ ０ ２． ６
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０ ６ ４ ２ （０ ２０ － ０ ７ ０ １ ０ － ３ Ｘ ２ １）３－ ３ － ４ － ０
０ 引 言
钛 酸 锶 钡 （Ｂ ｒ ｉ ３ Ｓ ａ￣ ， Ｏ ， Ｔ）是 由 钛 酸 钡 （ Ｔ Ｂ
粒 尺 寸在 ０ ８ １ ｍ 的 Ｂ ￣ ｒＴＯ 陶 瓷 ， ．－５ ａｓ ｏ ｉ３ Ｓ￣ 并对 样 品 的 介 电特 性 和 铁 电特 性 进 行 了测 试 。分 析 了晶 粒 尺 寸 对 材 料 介 电 和 铁 电 性 能 的 影 响 ： ．． ＮＣ
量， 经球 磨 、 干后 在 １ ｏ 烘 ０ ０℃ ， 温 ５ ｈ 得到 钛 酸 恒 ， 锶 钡 的 粉体 ，将 所 得 到 的 粉 体 压 制 成 ｑ ３ （～ １ ， ｘ １ ２ １
南京 ２ ０ ９ ；． １０ ３ ３新疆教育学院 科研 处 。 乌鲁木齐 ８ ０ ４ ） ３０ ３
摘 要 ： 用 传 统 固相 反 应 方 法 制 备 了 （ ａ ，ｒ ｉ３ Ｓ ） ＝ ０１０２ Ｏ３０４陶 瓷 材 料 ， 采 Ｂ ｌＳ． Ｏ， Ｔ （ Ｏ，．，．，－，．） 一 Ｔ Ｂ ｘ 用 射 线 衍 射 方 法 和 介 电 谱方 法 研 究 了所 制 备 陶瓷 材 料 的 结 构 和 介 电性 能 ， 果 表 明 ， 制 备 样 品 ，ｒ进 入 Ｂ ＴＯ 后 与 Ｂ 形 成 了 钙 结 所 Ｓ ａ ｉ， 钛 矿 型 连 续 固溶 体 ； 着 Ｓ 随 含 量 的增 加 ， 位 向 高衍 射 角 度 移 动 。 粒 尺 寸 减 小 ， 明 Ｓ２ 峰 晶 说 ｒ 的掺 人 抑 制 了 晶 粒 的 ＋ 生 长 ；Ｓ Ｂ Ｔ的 系 列 样 品 随着 温度 的 升 高 ， 电常 数 增 大 ， 是 随 着 频 率 的增 大 介 电 常数 减 小 ， 峰 值 随着 Ｓ 介 但 且 Ｐ含量 的 增 加都 向低 温 区移 动 ， 的 掺人 ， 明显 的 压 峰 效 应 ， 有 弥 散 相 变 的特 征 ． Ｓ 有 具
钛酸钡陶瓷制备实验报告(3篇)
第1篇实验目的本实验旨在了解钛酸钡陶瓷的制备过程，掌握固相反应法合成钛酸钡陶瓷的实验步骤，并通过对实验结果的分析，探讨影响钛酸钡陶瓷性能的关键因素。
实验原理钛酸钡（BaTiO3）是一种具有钙钛矿结构的压电陶瓷材料，广泛应用于电容器、传感器、换能器等领域。
钛酸钡陶瓷的制备主要通过固相反应法，即利用高温使钡源和钛源发生化学反应，生成钛酸钡晶体。
实验材料1. 纯度≥99.9%的钛酸钡原料2. 纯度≥99.9%的钡源3. 纯度≥99.9%的钛源4. 纯度≥99.9%的氧化铝（Al2O3）作为助熔剂5. 砂轮研磨机6. 高温炉7. 精密天平8. 精密移液器9. 烧结炉10. 显微镜11. X射线衍射仪（XRD）实验步骤1. 原料准备：称取适量的钛酸钡原料、钡源、钛源和氧化铝，精确至0.01g。
2. 原料混合：将称取好的原料放入球磨罐中，加入适量的去离子水，开启砂轮研磨机进行球磨，时间为2小时。
3. 干燥：将球磨后的浆料在60℃下干燥12小时，得到干燥的粉体。
4. 压制成型：将干燥后的粉体进行压制成型，得到尺寸为10mm×10mm×1mm的陶瓷片。
5. 烧结：将陶瓷片放入高温炉中，在1300℃下烧结2小时。
6. 性能测试：对烧结后的钛酸钡陶瓷进行XRD分析，测定其物相组成；使用显微镜观察其微观结构；测量其介电常数和介电损耗。
实验结果与分析1. XRD分析：通过XRD分析，发现钛酸钡陶瓷主要成分为BaTiO3，没有其他杂质相生成。
2. 微观结构：通过显微镜观察，发现钛酸钡陶瓷晶粒尺寸均匀，分布良好。
3. 介电常数和介电损耗：测量结果表明，钛酸钡陶瓷的介电常数为3450，介电损耗为1.89%，满足实验要求。
结论本实验采用固相反应法成功制备了钛酸钡陶瓷，实验结果表明，该方法能够得到物相组成单一、微观结构良好的钛酸钡陶瓷。
通过调整原料配比、球磨时间、烧结温度等因素，可以进一步优化钛酸钡陶瓷的性能。
锆钛酸钡_BZT_陶瓷制备及其介电性能的研究进展
试样 εm γ
表 １ 不同组成 ＢＺＴ 陶瓷的介电峰值（εｍ）和弥散指数（γ） Tab.1 The maximum dielectric constant (εm) and diffuseness constant (γ)
BaZr0.05Ti0.95O3 14619 1.38
Fig.3 Micrographs of BaZr0.35Ti0.65O3 ceramic sintered at 1350℃ for 2 h
氧化物固相反应法是一种传统、应用广泛的陶瓷
制备方法，它主要利用固相扩散传递方式进行反应，
以 BaCO3、ZrO2 和 TiO2 为主要原料，经球磨、烘干、预 烧、成型、烧结等工艺过程(如图 2)得到 BZT 陶瓷[8-9]。
Chou 等 人 研 究 了 助 熔 剂 B2O3 和 Li2O 对 BaZr0.35Ti0.65O3 陶瓷烧结温度、介电性能的影响[20]。结 果表明：B2O3 和 Li2O 可以有效地降低陶瓷的烧结温 度，当加入质量分数为 4.00 % Li2O 和 0.75 % B2O3 时，烧结温度可以降到 1000℃，比一般的固相烧结温 度低 500℃。
摘要
锆钛酸钡（BZT）具有介电非线性强、漏电流小、介电常数高、居里温度可调、耐高压等特点，备受人们的关注。本文综述了锆钛 酸钡陶瓷的制备方法及其晶粒尺寸、组成对 BZT 陶瓷介电性能的影响等方面的研究进展，并提出了在研究中亟待解决的问题。 关键词 锆钛酸钡，陶瓷，制备方法，介电性能，组成 中图分类号：ＴＱ１７４ 文献标识码：Ａ
第 30 卷第 2 期 2009 年 6 月
《陶瓷学报》 JOURNAL OF CERAMICS
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文献综述一、研究背景20世纪，固体电子学领域的一系列重大发现和发明，推动了信息电子产业的蓬勃发展，从而使人类社会开始了信息化的进程。
可以预见，21世纪上半叶，人类社会的信息化将会进入高潮期，并且走向信息社会的更高级阶段驱动信息技术不断发展的动力是器件的超高速，高密度和小型化。
介电材料介电常数的大幅提高，可以适应电子设备对高速电路的要求，并对电子产品的小型化和功能的扩大，计算机、电信工业的迅速发展，产生深远的影响。
介电常数高于1000的钙钛矿化合物大部分总是伴随着铁电和弛豫行为，从而使介电常数敏感于温度的变化，导致器件的稳定性降低在实际应用中有局限性。
现在研究较多的介电性能随温度变化比较稳定的材料包括有晶界层电容器材料和基于渗流理论效应采用导电相与绝缘相的复合材料。
前者一般的制各工艺比较复杂，处理温度比较高。
后者也需要采用2种以上材料进行复合，而且介电损耗会比较大。
最近文献报道了CaCu3Ti4O12 (简称ccro)具有反常的巨介电常数(104—105)和极低的损耗(约0．03)，特别是在很宽的温区范围内(100—400 K)介电常数值几乎不变，反映了介电响应的高热稳定性．”。
这些良好的综合性能，使其有可能成为在商密度能量存储、薄膜器件(如MEMS，GB．DRAM)、高介电电容器等一系列高新技术领域中获得广泛的应用。
可是，该类材料最大的反常还在于冷却到100 K以下介电常数发生急剧下降，x射线衍射(XRD)、拉曼散射和中子衍射分析没有发现任何长程结构上的相变。
以上这些特性至今也没有令人信服的解释。
目前，对于具有巨介电常数的CaCu3Ti4O12的研究中，不同学者所报道的实验介电常数还存在着数量级上的差别，在常温、IOKHz的频率条件下，W．S11测得介电常数的实验值约1500：M．A．Subramanian的实验结果从2000到12000不等；而且介电常数发生突变的温度值差别也很大。
这反映了不同的实验过程、实验方法和制各工艺对材料的介电性能起着明显的作用。
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巨介电陶瓷材料的制备与功能表征虚拟仿真实验总结
摘要:
本文介绍了巨介电陶瓷材料的制备与功能表征虚拟仿真实验。
实验采用溶胶凝胶法制备了巨介电陶瓷材料，并通过扫描电镜、X 射线衍射等方法对材料进行了表征。
同时，采用虚拟仿真实验技术对材料的性能进行了预测和分析。
实验结果表明，所制备的巨介电陶瓷材料具有极高的介电常数和介质损耗。
虚拟仿真实验技术为材料的性能预测和分析提供了一种新的方法，也为巨介电陶瓷材料的制备和研究提供了有力的支持。
关键词：巨介电陶瓷材料;制备;功能表征;虚拟仿真实验;性能预测
正文:
一、实验概述
巨介电陶瓷材料是一种具有极高介电常数和介质损耗的陶瓷材料，广泛应用于电子、电信、微波等领域。
为了深入研究巨介电陶瓷材料的制备和性能，本文采用了溶胶凝胶法制备了巨介电陶瓷材料，并通过扫描电镜、X 射线衍射等方法对材料进行了表征。
同时，采用虚拟仿真实验技术对材料的性能进行了预测和分析。
二、实验方法
1. 溶胶凝胶法制备巨介电陶瓷材料
采用溶胶凝胶法制备巨介电陶瓷材料。
首先将原料粉末混合均匀，然后加入适量的溶剂，搅拌均匀，制成溶胶。
然后将溶胶凝胶化，通过压制、烧结等方法制备成巨介电陶瓷材料。
2. 扫描电镜观察材料结构
采用扫描电镜对巨介电陶瓷材料进行了观察和分析。
扫描电镜能够观察材料表面的形貌和结构，并测量材料的尺寸和厚度。
3. X 射线衍射分析材料结构
采用 X 射线衍射技术对巨介电陶瓷材料进行了结构分析。
X 射线衍射能够检测材料中的晶体结构、晶粒大小等信息，从而判断材料的结构是否均匀。
三、实验结果
1. 材料制备结果
所制备的巨介电陶瓷材料具有均匀的组织结构，尺寸和厚度均符合预期。
2. 材料结构分析
扫描电镜和 X 射线衍射结果表明，巨介电陶瓷材料中晶体结构均匀，晶粒大小约为 20 纳米。
3. 材料性能预测
采用虚拟仿真实验技术对巨介电陶瓷材料的性能进行了预测和分析。
虚拟仿真实验结果表明，巨介电陶瓷材料具有极高的介电常数和介质损耗，其性能优于国内外相关研究成果。
四、实验结论
本文介绍了巨介电陶瓷材料的制备与功能表征虚拟仿真实验。
实验结果表明，所制备的巨介电陶瓷材料具有极高的介电常数和介质损耗，其性能优于国内外相关研究成果。
虚拟仿真实验技术为材料的性能预测和分析提供了一种新的方法，也为巨介电陶瓷材料的制备和研究提供了有力的支持。