下载文档原格式
钛酸锶钡铁电陶瓷材料掺杂改性研究进展探究摘要：鉴于钛酸锶钡陶瓷材料较好的优势特征，所以在当今社会上具有广泛的应用，主要包括较高的介电常数以及介质的耗损较小等。
经对材料微观构成进行改变，能够于较宽范围之中实施材料的介电常数调节。
因此，在电容器、PTC 陶瓷以及动态随机存储器等内已经普遍的应用到此系列材料。
本文对不同掺杂物在BST材料中的应用和钛酸锶钡陶瓷发展情况进行了一个探究。
关键词：钛酸锶钡；铁电陶瓷材料；掺杂改性；电解质引言钛酸钡(BaTiO3)陶瓷是一种无铅型的高介电环境友好材料．稀土作为“现代化学工业维他命”，能移动钛酸钡的居里温度从而提高介电性能。
1.不同掺杂物在BST材料中的应用1.1B2O3在BST中的应用随着大规模集成电路的飞速发展，对动态随机存储器（DRAM）的存储性能要求在不断的提高。
由于BST薄膜具有介电常数高和热稳定性好，且居里温度可调等优点，被认为是最有发展前途的DRAM材料之一，引起了学界的广泛关注。
有研究指出掺杂B203掺杂Ba0.5Sr0.5TiO3陶瓷薄膜，发现当掺杂B2O3的物质的量分数为5%时，烧结温度比纯Ba0.5 Sr0.5 TiO3的烧结温度降低了100℃，并且，B2O3的添加改善了陶瓷的结构，细化了陶瓷晶粒，提高了陶瓷介质的绝缘电阻，减小了渗漏电流，降低了薄膜的表面粗糙度。
近年来，相关人员等在此基础上进行了更深入的研究，结果发现在BST薄膜中掺杂非金属氧化物B2O3可以显著降低材料的烧结温度，当B2O3的掺杂量小于5%时，渗漏电流随着掺杂量的增加而减小，当B 2O 3的掺杂量大于此数值时，则出现相反的变化关系。
有相关研究了B 2O 3在Ba 0.7 Sr 0.5 Ti O3铁电材料的掺杂改性作用，发现B 2O 3除了有效的降低材料的烧结温度、减小损耗、提高材料的高频稳定性外，并不改变材料的居里温度，是一种很有发展前途的LTCC 材料。
1.2 Bi 2O 3在BST 中的应用Bi 2O 3在BaTi03中的固熔度物质的量分数为5%左右，而在SrTiO 3中的固熔度则达10%。
基于钛酸钡粉体的高储能电容器材料的制备知者问国瓷材料(300285) 高纯纳米钛酸钡可以用来做高性能储能材料。
请问公司下游客户中有做高性能储能产品的吗？应用面主要在哪些行业？2012年08月17日14:08国瓷材料答知者: 尊敬的投资者：您好！目前公司的主要客户主要是MLCC生产厂家。
关于高纯纳米钛酸钡用于储能材料方面的文章网上都有介绍如“基于钛酸钡粉体的高储能电容器材料的制备”等，请参考。
2012年08月17日16:47北京化工大学硕士学位论文基于钛酸钡粉体的高储能电容器材料的制备姓名:翟晓静专业:化学工程与技术,本研究从高介电性能材料BaTi03粉体的表面包覆入手,分别利用sol-gel法和沉淀法在纳米BaTi03表面包覆上一层氧化铝后,再利用s01.gel 法在其表面包覆一层钙镁硅铝酸盐玻璃(CaMgAl4Si8024),制成了具有双包覆层的"芯.壳结构材料。
系统地研究了包覆A1203的工艺参数,并对此双包覆层材料的电性能进行了研究。
根据热分析实验确定了双包覆层复合陶瓷的烧结温度为800℃,陶瓷的击穿场强最大可达2.8×106V//cm。
随着超级电容器在移动通讯航空航天和国防科技等领域的不断应用【l】,特别是环保汽车-电动汽车的出现,大功率的超级电容器更显示了其前所未有的应用前景。
其在纯动力车的应用在于,当汽车启动和爬坡时快速提供大电流和大功率电流,可减少电动汽车对蓄电池大电流放电的限制,大大延长电池的使用寿命,提高电动汽车的实用性。
由美国EEstor公司开发的新储能系统【2】成功应用在Texas公司的ZENN汽车中。
国家十五计划"863"电动汽车重大专项攻关中已将电动车用超级电容器的开发列入发展计划。
电子工业近几十年快速发展,原来单纯仅靠一种材料作为电容器介质的材料已表现出许多缺陷。
例如,单纯依靠具有高介电常数的陶瓷材料制作的电容器,尽管其电容值较高,但在使用过程中有致命的弱点就是陶瓷的脆性,受温差和机械作用等影响易于开裂;并且,从现代产品的制造工艺和成本等方面考虑,大多数陶瓷电容器需要在1000℃左右的高温下与丝网电极进行共烧,工艺复杂能耗大,柔韧性差,易开裂。
掺杂碳酸钡粉体及陶瓷的制备和介电性能研究学院：物理院指导老师：卢雪梅姓名：侯凯伦年级专业：13级电子科学与技术二零一六年七月八号摘要钦酸钡具有高介电常数,是多层陶瓷电容器(MLCC)的主要介电材料,关于钦酸钡及掺杂钦酸钡的制备和介电性能研究已成为一个热点领域。
其中,NbZOS一Co203一ReZO3掺杂钦酸钡体系具有高的介电常数和介电温度稳定性。
钦酸钡粉体的制备方法及掺杂方式对陶瓷的电学性质有很大影响。
溶胶一凝胶法可制得多组分均匀掺杂的钦酸钡粉体,所以本论文采用溶胶一凝胶法制备分别掺杂NbZOs、CoZO3、NIO、NdZO3和同时掺杂NbZOs一CoZO3一NdZO3的钦酸钡基粉体及其陶瓷。
采用XRD、SEM、TEM等对粉体和陶瓷的相组成、微观形貌进行表征,并测试了陶瓷的介电性能。
本论文的主要内容包括以下几个方面:一、钦酸钡的制备及介电性能研究采用溶胶一凝胶法制得钦酸钡纳米晶粉体,研究了预烧温度、烧结温度、钦钡比(iTB/a)等对陶瓷的结构、介电性能的影响。
结果表明:随着预烧温度的升高,陶瓷晶粒明显长大,陶瓷的致密性提高;烧结温度以1300℃为佳。
二、妮掺杂钦酸钡的制备及介电性能研究首先合成了H3困b(O2#)1水溶液,其含妮量由重量法测定。
进而采用溶胶一凝胶法制得妮掺杂钦酸钡基纳米晶粉体。
随着掺妮量的增加,陶瓷的粒径明显减小,陶瓷的烧结温度降低;在介电性能方面,随掺妮量的增加,居里峰向低温方向移动,居里峰处的介电常数值逐渐减小。
采用溶胶一凝胶法制备了妮钻钦复合掺杂钦酸钡粉体及陶瓷,研究了预烧温度、妮钻比、掺杂方式等对陶瓷结构和介电性能的影响。
结果发现:固相掺杂时,1150℃2/h预烧陶瓷的介温谱出现“壳一芯”结构所具有的双峰现象;液相掺杂时,1200℃2/h预烧陶瓷的介温谱出现双峰,室温介电常数达到3550,介电损耗小于1.5%,具有较好的介电温度稳定性。
总之,本文采用溶胶一凝胶法制得单独掺杂妮、钻、钦的钦酸钡基陶瓷,并研究了掺杂量、预烧温度、钦钡比等对陶瓷的结构和性能的影响。
钛酸锶钡基复合陶瓷的储能性能及其改性探究关键词：钛酸锶钡基复合陶瓷；储能性能；氧化状态；掺杂离子；改性探究1.引言钛酸锶钡基复合陶瓷因其优异的介电性能和储能性能，成为了一种备受探究者关注的新型储能材料。
其具有高介电常数、低损耗、高比能量等优良特性，被广泛应用于电子元器件、储能电容器和高性能电磁波吸纳材料等领域。
在实现钛酸锶钡基复合陶瓷材料的性能优化和广泛应用之前，我们需要深度了解其制备、结构和性能之间的干系，以及影响储能性能的因素。
2.钛酸锶钡基复合陶瓷的制备与性质2.1 钛酸锶钡陶瓷的基本结构与性质钛酸锶钡陶瓷是由钛酸锶（SrTiO3）和钛酸钡（BaTiO3）两种单质混合形成的一种复相陶瓷材料。
其化学式为（1-x）BaTiO3-xSrTiO3。
在理论结构上，钛酸锶钡陶瓷由多个钛酸锶和钛酸钡单晶颗粒组成，形成了一个完整的二元体系。
钛酸锶钡陶瓷具有许多优良的物理特性，如高介电常数、低损耗、高比能量和良好的耐热性等。
2.2 钛酸锶钡基复合陶瓷的制备方法钛酸锶钡基复合陶瓷的制备方法有多种，其中包括传统的固相合成法、溶胶-凝胶法、水热法等。
目前，在详尽应用方面，通常使用的是固相合成法和溶胶-凝胶法。
2.3 影响钛酸锶钡基复合陶瓷储能性能的因素钛酸锶钡基复合陶瓷的储能性能受多种因素的共同影响，包括陶瓷材料的制备方法、化学组成、晶体结构、氧化状态以及掺杂离子等因素。
3.影响钛酸锶钡基复合陶瓷储能性能的因素3.1 氧化状态对钛酸锶钡基复合陶瓷储能性能的影响氧化状态是影响钛酸锶钡基复合陶瓷储能性能的重要因素，它可以改变晶体结构和材料的电学性质。
试验表明，当氧化状态较高时，钛酸锶钡基复合陶瓷具有更好的储能性能。
这是由于氧化状态的提高可以增强晶体的电学响应、提高介电常数和比能量，同时降低了材料的损耗。
3.2 掺杂离子对钛酸锶钡基复合陶瓷储能性能的影响掺杂离子是影响钛酸锶钡基复合陶瓷储能性能的另一重要因素。
添加适量的掺杂离子可以引起晶格畸变、提高空间电荷极化和介电响应，从而提高储能性能。
