摘要
四方钨青铜结构的铌酸锶钡(SBN)和钙钛矿结构的钛酸锶钡(BST)具有优良的电学性能，是实验研究和应用开发的热点。为了发掘两类材料更优异的性能进而探索其实际应用的可能性，人们开始研究SBN和SBT复合陶瓷的制备和介电性能。 本文采用改进的溶胶凝胶法制备SBN和BST两相共存的复相陶瓷，简称BSTN，系统研究了其制备方法和及制备过程中各影响因素。同时分析了复相陶瓷体系中不同Sr/Ba比和Nb/Ti比对体系结构及介电性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法系统研究了BSTN的结构，并结合TG-DTA等分析手段对烧结制度进行了分析。通过阻抗测试仪及LCR数字电桥分析了BSTN复相陶瓷的介频特性及介温特性。 研究表明：(1)与传统复相陶瓷的制备方法固相法相比，改进的溶胶凝胶法有利于两相的良好固溶，同时降低烧结温度并抑制晶粒的异常生长；(2)通过对前聚体干凝胶的热分析得到其最佳的预烧温度为800℃，并结合现有烧结炉制定出烧结过程中的升温曲线；(3)分析了烧结温度和烧结时间对复相陶制备的影响，得到：钙钛矿相BST的形成温度低于钨青铜相SBN，确定实验采用烧结温度1250℃烧结3h；(4)在x范围为0.25～0.75之间钙钛矿相和钨青铜相可以良好的固溶在复相体系中。随着x值的增加复相陶瓷室温下的介电常数逐渐减小，而介电损耗逐渐增加。所以当体系Sr/Ba比为3/7时，介电常数较大的同时介电损耗较小，且居里温度在室温范围，对提高介电器件的性能有着重要的意义；(5)固定Sr/Ba比为3/7，系统研究了复相陶瓷0.7BaO·0.3SrO·(1-y)TiO2·yNb2O5的相组成和微观结构与Nb/Ti比的关系。随着体系中Nb5+含量的增加，其居里温度不断升高。介电常数和介电损耗都减小，当y=0.7时表现出良好的介频特性和温频特性，可以认为复相陶瓷的介电性能得到了很好的改善。
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