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材料科学与工程学报2025年第05期:椰壳炭对钛酸钡陶瓷介电性能的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:黄祺薇;梁博;谢雨芹;朱明璋;邴丽娜;沈振江;

单位:海南师范大学物理与电子工程学院;海南省院士创新平台;海南省激光技术与光电功能材料重点实验室;

摘要:采用固相烧结法将椰壳炭掺杂到纯钛酸钡中,通过调控椰壳炭的掺杂量和烧结工艺条件,研究其对钛酸钡陶瓷介电性能的影响。结果表明:所有样品均为钛酸钡四方相结构,无杂相生成;在掺杂椰壳炭的陶瓷样品中,晶粒粒径变大,晶格常数变大,峰值皆有所右移;在BaTiO_3&1.00%~4.00%C的样品中,介电损耗大部分都低于0.2,其中BaTiO_3&1.00%C样品在预烧温度为900℃时介电损耗最低,达到0.068,晶粒尺寸主要在1.3~1.6μm之间,此时相对介电常数频率稳定性也有显著提升,介电性能最优;这是由于在烧结过程中,掺杂离子进入钙钛矿结构BaTiO_3中的B位,C~(4+)作为电子受体中和了氧空位,减少自由电子的数量,抑制Ti~(4+)的还原,可以有效地降低钛酸钡陶瓷的介电损耗。

关键词:椰壳炭;;钛酸钡陶瓷;;烧结气氛;;介电性能

基金资助:海南省自然科学基金(220RC595);海南省自然科学基金(521QN240);; 国家自然科学基金(11304069);; 海南省院士创新平台科研项目(YSPTZX202207);; 海南省激光技术与光电功能材料重点实验室经费