收藏本站
《陕西理工大学》 2019年
收藏 | 手机打开

锆钛酸钡陶瓷的制备及改性研究

徐源  
【摘要】:介电陶瓷是电子元件材料中较重要的一种,由于其具有抗腐蚀、耐高温、易制造和造价低等优点被广泛研究。长期以来含铅元素的电子材料具备优良的介电性、铁电性和压电性,在电子材料领域占据着统治地位。然而含有铅元素材料的使用会对环境带来不可逆转的危害,世界各国相继加大对含铅器件的监管和控制。“绿水青山就是金山银山”的理念,追求器件绿色、环保和节能是我国乃至全球科技发展的方向。所以无铅器件的开发和应用尤为重要,被誉为“电子陶瓷工业支柱”的钛酸钡材料成为炙手可热的研究焦点。本研究首先通过固相反应法制备出掺杂Zr~(4+)离子的BaTiO_3陶瓷,控制Zr~(4+)离子在BaTiO_3陶瓷中的含量,研究Zr~(4+)离子对BaTiO_3陶瓷物理性能的影响。其次,固相反应过程中需要提供超高的温度环境,超高温环境势必会造成巨大的能源浪费。此外,过高的烧结温度还会使陶瓷样品介电性、铁电性和压电性等性能大幅度降低,不利于发挥材料应有的优异特性,研究陶瓷的烧结工艺参数也极其重要。最后对优化后的陶瓷材料进行改性,改性后的陶瓷材料更进一步提升BZT陶瓷在电子陶瓷行业的应用价值,针对以上得出以下结论:1)通过固相反应法将Zr~(4+)离子掺杂在BaTiO_3陶瓷中,即Ba(Zr_xTi_(1-x))O_3(BZT)。控制Zr~(4+)离子在BaTiO_3陶瓷中的浓度(0~50%),研究Zr~(4+)离子含量对BZT陶瓷的晶体结构、微观形貌、密度、介电性和铁电性等物理性能的影响。结果表明,当Zr~(4+)离子含量增加至15%时介电常数达到最大值,然后随Zr~(4+)离子含量的增加介电常数逐渐减小。居里温度随Zr~(4+)离子含量的增加逐渐降低,当Zr~(4+)离子含量为20%时居里温度接近室温。2)通过传统固相反应法制备出Ba(Zr_(0.2)Ti_(0.8))O_3陶瓷,改变陶瓷制备过程中烧结工艺参数,寻找该陶瓷最优烧结点。当烧结温度达到1305℃时,样品结晶度和致密度较佳介电常数达到最大值。3)改变Ba(Zr_(0.2)Ti_(0.8))O_3陶瓷烧结工艺参数,通过烧结工艺参数的控制调整BZT陶瓷的晶粒尺寸,研究晶粒尺寸对该陶瓷物理性能的影响。当晶粒尺寸为5μm时,结晶度、密度和介电性到达最佳,随晶粒尺寸继续增大介电性能又逐渐降低。4)通过使用MgO做为改性剂,对Ba(Zr_(1.5)Ti_(0.85))O_3陶瓷微掺杂改性。控制MgO在BZT陶瓷中的含量,研究MgO微量添加后对该陶瓷物理性能的影响。微量MgO掺杂降低了烧结温度,同时提高了介电性。在MgO掺杂量为0.25 mol%时,居里温度从75℃附近降至室温。
【学位授予单位】:陕西理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TQ174.75

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘金贵;;超声波测量奥氏体钢晶粒尺寸[J];上海金属.有色分册;1987年02期
2 G.Y Sung,余承杰;晶粒尺寸分布对ZnO变阻器势垒电压的影响[J];压电与声光;1988年04期
3 穆祥祺,胡恒亮;PET纤维中的次晶结构及晶粒增大的机理[J];高分子学报;1988年06期
4 高濂,严东生,郭景坤;Y-TZP陶瓷中ZrO_2颗粒大小对相变增韧的影响[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1988年01期
5 冯修吉,汪澜,龙世宗,孙文华;掺杂β-C_2S的晶粒尺寸和微观应力及其与水化活性的关系[J];硅酸盐学报;1988年06期
6 谭德生,张绪礼,周国良,邓传益;施主掺杂BaTiO_3陶瓷中电阻率、晶粒尺寸与氧分压的关系[J];无机材料学报;1988年04期
7 R.L.Smith;王红仙;;超声波测定材料特性[J];锅炉技术;1988年06期
8 陈升媛;;晶粒尺寸对金属磨蚀速度的影响[J];上海金属.有色分册;1988年02期
9 姚宁;李小定;王先厚;李耀会;石列中;;固相氯化法氯化聚乙烯晶粒尺寸的X射线衍射研究[J];应用化学;1988年05期
10 李培恩,林国强,张俊善,王富岗,金俊泽;晶粒尺寸及晶界碳化物对蠕变断裂的影响[J];大连理工大学学报;1989年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 蔡展飞;韩金全;王泽林;万敏;;拉伸成形对铝合金晶粒尺寸及表面橘皮的影响[A];创新塑性加工技术,推动智能制造发展——第十五届全国塑性工程学会年会暨第七届全球华人塑性加工技术交流会学术会议论文集[C];2017年
2 佟伟平;刘刚;;纳米纯铁硬度和晶粒尺寸关系研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
3 程杰;季幼章;;掺杂二氧化钛对氧化锌压敏电阻晶粒尺寸分布的影响[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
4 盛世龙;许向红;;晶粒尺寸对Al_2O_3陶瓷热震性能的影响[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
5 陈梓铭;叶轩立;;钙钛矿薄膜的晶粒尺寸调控及其载流子动力学研究[A];第五届新型太阳能电池学术研讨会摘要集(钙钛矿太阳能电池篇)[C];2018年
6 王立平;高燕;薛群基;徐洮;;晶粒尺寸对电沉积纳米晶Ni镀层的电化学腐蚀行为影响[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(下集)[C];2005年
7 刘艳辉;孟亮;汪洋;;晶粒尺寸对FeS_2薄膜微应变及光吸收特性的影响[A];第十五届华东地区热处理年会暨华东地区热处理年会三十周年纪念活动论文摘要集[C];2006年
8 甘志鹏;何玉明;刘大彪;张波;沈磊;;晶粒尺寸和样品尺寸对金丝扭转强度的影响[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
9 徐彦霖;王增勇;黄振翅;;使用超声声速法确定HR-2钢的晶粒尺寸[A];中国工程物理研究院科技年报(2000)[C];2000年
10 胡修文;李雨;;晶粒尺寸对岩石宏观力学性质和破坏行为的影响的离散元模拟[A];2018年全国固体力学学术会议摘要集(上)[C];2018年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 贾成厂;铌对超低碳钢铁素体晶粒尺寸的影响[N];世界金属导报;2017年
2 雍岐龙 程莲萍 张国亮 杨天琥 陈华 钟卫 郝建英;Cr30Mo高碳铁素体不锈钢中铌含量的设计与晶粒尺寸控制[N];世界金属导报;2004年
3 记者 郝晓明;纳米金属机械稳定性的反常晶粒尺寸效应发现[N];科技日报;2019年
4 记者 沈春蕾 通讯员 刘言;研究发现纳米金属机械稳定性反常晶粒尺寸效应[N];中国科学报;2019年
5 全荣;Nb含量对超低碳钢铁素体晶粒度的影响[N];世界金属导报;2016年
6 ;一种铜膜的制备方法[N];中国有色金属报;2003年
7 记者 郝晓明;素化将促进材料可持续发展[N];科技日报;2019年
8 林媛 苗晓 张文康;热处理工艺对冷轧硅钢性能的影响[N];世界金属导报;2015年
9 唐佩绵;粉末粒度和晶粒尺寸对Fe-Si压粉铁心铁损的影响[N];世界金属导报;2011年
10 Mohamed Fouad Emam;应用热机械控轧工艺提高API X-60力学性能[N];世界金属导报;2009年
中国博士188bet全文数据库 前10条
1 王玉辉;高锰奥氏体钢的微观组织调控及室温和低温力学性能[D];燕山大学;2018年
2 毛泽宁;纯铜塑性行为的晶粒尺寸与应变速率效应研究[D];南京理工大学;2018年
3 董峰;基于激光超声的金属板带晶粒尺寸在线检测方法研究[D];北京科技大学;2019年
4 冯文;304不锈钢晶界结构演化与晶粒尺寸和变形条件的相关性研究[D];南京理工大学;2018年
5 陈思;三维电子封装关键结构TSV-Cu的胀出行为研究[D];北京工业大学;2017年
6 秦秀娟;纳米氧化锌常压/超高压下的烧结及其结构与性能[D];燕山大学;2005年
7 胡亚威;TiC/a-C:H薄膜的制备及性能研究[D];上海交通大学;2007年
8 谭永强;钛酸钡陶瓷的压电晶粒尺寸效应及压电物性改性[D];山东大学;2014年
9 孙铁昱;纳米/亚微米晶钛酸钡铁电陶瓷的晶粒尺寸效应研究[D];清华大学;2010年
10 方焯;BaTiO_3陶瓷晶粒结构及尺寸效应的理论研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士188bet全文数据库 前10条
1 张秀珠;基于鹿班作图思维的探索[D];上海师范大学;2019年
2 徐源;锆钛酸钡陶瓷的制备及改性研究[D];陕西理工大学;2019年
3 郭鹏杰;AZ80镁合金晶粒尺寸和第二相体积分数与力学性能的关系[D];中北大学;2019年
4 刘铮;晶粒尺寸和应变速率对紫铜力学性能与变形行为的影响研究[D];山东大学;2019年
5 胡惠东;氧化锆晶粒尺寸对钼基催化剂耐硫甲烷化性能的影响研究[D];天津大学;2018年
6 柴雪;细晶型Fe-Ga-B合金薄板织构演变研究[D];东北大学;2015年
7 戴博文;钛酸钡基陶瓷的压电物性研究[D];杭州电子科技大学;2018年
8 黄宇;晶粒尺寸对铈氢化速率的影响[D];中国工程物理研究院;2018年
9 洪橙;300M高强钢加热晶粒尺寸演变研究[D];华中科技大学;2017年
10 陈兵;基于多尺度计算的梯度混晶铁基合金结构设计[D];西南交通大学;2018年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026