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《鈦酸鍶鋇熱釋電陶瓷的制備工藝及其熱釋電性能研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、摘要鈦酸鍶鋇((Ba,Sr)Ti03,簡稱BST)鐵電固溶體因其具有優(yōu)良的介電性能、良好的可調率以及高的熱釋電系數,和居里溫度可調等優(yōu)點,而被認為是極有發(fā)展前景的材料之一,被廣泛用于制作鐵電存儲器、相移器、高頻電容器以及非制冷紅外探測器等器件。本文采用傳統(tǒng)的固相燒結工藝制備了純的和摻雜的Bao.sSro.2Ti03陶瓷,研究了制備工藝對BST陶瓷結構與性能的影響,結果表明:制備BST陶瓷的最佳預燒和燒結溫度分別為1000℃和1310"C;預燒升溫速率對BST陶瓷的熱釋電性能影響明顯,而燒結升溫速率對陶瓷的熱釋電系數的影響不大;陶瓷成型壓力對BST陶瓷的熱釋電性能也有顯著影響。
2、在1000℃預燒2h,1310℃燒結1h制備的BST陶瓷的SEM結果顯示陶瓷結構致密,氣孔率較低;在室溫下測得相對介電常數為1751,介電損耗為0.0071;熱釋電系數達到4899pC.In-2.K-1,相應的熱釋電探測率優(yōu)值為1.46×104m3/2.J~·F。1佗。應用優(yōu)化的陶瓷制備工藝,研究了Mn和Nb摻雜對BST陶瓷結構與電性能的影響規(guī)律,實驗結果表明,適量的Mn和Nb摻雜均能改善BST陶瓷的微結構,提高熱釋電系數。當Mn摻雜量為0.3wt%時,室溫下100kHz下測得BST陶瓷的相對介電常數為1199,介電損耗為O.0052。熱釋電系數為5982I.tC·m-2.K
3、~,相應的熱釋電探測率優(yōu)值達到2.51×104m3/2.J-1.F-I/2*而當Nb205摻雜量為0.3wto/o時,BST陶瓷的相對介電常數減小到996,介電損耗為0.0050。居里溫度附近的熱釋電系數峰值為9309pC·In-2·K-1,探測率優(yōu)值達到4.38x10"4m3/2.J-I.F以陀,有望在非制冷紅外探測器領域獲得實際應用。關鍵詞:BST陶瓷:摻雜;介電性能;熱釋電性能ABSTRACTBariumstrontiumtitanate(Bal.xSrxTi03,BST)isaferroelectricsolidsolutionwhichexhibitsgooddie
4、lectricpropertyandtunability,hi曲pyroelectriccoefficient,andvariableCurietemperaturedependingonthecompositionofstrontium.Duetothis,ithasbeenidentifiedasa.promisingmateri、alforferroelectricDRAM(FEDRAM),tunablephaseshiflers,highfrequencycapacitors,uncooledinfrareddetectorandSOon.PureanddopedBa
5、o.8Sr0.2T103(BST)pyroelectricceramicswerepreparedbyconventionalsolidreactionmethod.Theeffectsofpreparingprocessparametersonthestructureandprope.rtiesoftheBSTceramicswereinvestigated.Alltheresultsindicatedthattheoptimumcalciningandsinteringtemperatureswerel000*Cand1310。C,respectively,thecalc
6、ininguprateobviouslyinfluencedthepyroelectricpropertyofBSTceramics,buttheuprateofsintefinghadalmostnoeffectsonthepyroelectriccoefficient,theinfluenceofmoldingpressureonthepyroelectricpropertywasalsosignificant.Theceramicsamplecalcinedat1000*Cfor2hoursandsinteredat1310。Cfor1hourhasgooddielec
7、tricpropertieswithlowrelativedielectricconstant(e產1751),lowdielectricloss(tan6=0.0071)atlOOkHz.Pyroelectric乙oefficientWas4899“C·m-2.K-1,themeandetectionrateofthecorrespondingvaluereached1.46x10"4m3/2.J~..F.1/2.ThestructuresandelectricalpropertiesoftheMna