钛酸锶陶瓷烧结的研究进展

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1、万方数据绝缘材料2009，42(3)趔冠菱簦!钵酸锶陶瓷烧结的研究进展23钛酸锶陶瓷烧结的研究进展刘冠芳，周芳，施杰，李晋(西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室，西安710049)摘要：钛酸锶陶瓷电容具有高储能、低损耗、高稳定性等优点，但烧结温度高，烧成密度低。依据国内外钛酸锶陶瓷烧结的研究情况，综述了影响钛酸锶陶瓷烧结中的两大因素，即烧结工艺和烧结助剂等方面的研究进展，并对其进行了展望。关键词：钛酸锶陶瓷；烧结工艺；烧结助剂中图分类号：TM534。1；TM281文献标志码：A文章编号：1009—9239(2009)03—0023—04ResearchProgres

2、sinStudyontheSinteringofStrontiumTitanateCeramicsLIUGuan-fang，ZHOUFang，SHIJie，LIJin(StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationfo，．PowerEquipment．Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China)Abstract：Strontiumtitanateceramiccapacitorshavealotofadvantages，suchashighenergy，lowloss，highstability，a

3、ndSOon，butitssinteringtemperatureistoohigh，andthedensityisverylow．Someresearchdevelopmentonthesinteringofstrontiumtitanateceramicswasreviewed，andtwomajorfactorsthataffectthesinteringtechnologyandaidsweresummarized．Thedevelopmenttrendwasforecastatthesametime．Keywords：strontiumtitanateceram

4、ics；sinteringtechnology；sinteringaids1前言钛酸锶(SrTiO，)陶瓷电容具有有效储能密度大、输入电压引起的体积变化小、AC／C的电压相关性小和介质损耗低以及电气强度高等优点。因此。对钛酸锶的研究一直是个活跃领域。钛酸锶陶瓷电容烧结的好坏直接影响其电性能和质量稳定性，是一个受到普遍关注的问题。本文针对SrTi03陶瓷烧结中的两大因素烧结工艺和烧结助剂的研究现状进行综合评述。并且对未来进行展望。2烧结工艺对材料性能的影响烧结工艺包括升温过程、最佳烧结温度、保温时间以及降温方式等，其中最佳烧结温度和保温时间是两个最重要的影响因素。高质量陶瓷

5、介电材料的获得，关键是要选择合适的预烧和烧结温度。2．1烧结气氛对材料性能的影响SrTiO，基陶瓷材料对烧结气氛非常敏感．因其收稿日期：2008—10—28作者简介：刘冠芳(1983一)女．河南灵宝人．硕士生．主要从事无机非金属材料的合成制备研究．(电话)13572477493(电子信箱)liuguanfang@163．COlo特殊的微观结构。须先在还原性气氛下烧结，实现晶粒的半导化．再在氧化性气氛下烧结，实现晶界的绝缘化。目前SrTiO，陶瓷的烧成通常采用高温通Hz+N：还原烧成、然后对试样涂覆离子进行中温二次氧化处理的二次烧成法或掺杂试样经通气、换气控制气氛的一次烧成

6、法。马卫兵等【11介绍了用石墨粉埋覆制造局部还原气氛进行烧结。得到了收缩性、密度等性能均良好的SrTi03陶瓷片且电阻率可低达0．24Q·nl。这主要是因为：①晶粒是半导化的导电部分，晶界是势垒层，晶粒大。晶界少；②石墨埋烧。同时进行C+02的氧化还原反应，使瓷体半导化充分；③晶粒增长充分，气孔少，缺陷少，减少了空间电荷的存在。此烧结方法既简单又经济，容易控制，简化了烧结的设备和工艺，降低了生产成本，但是这种方法所需要的烧结温度较高，在1450℃左右。微波烧结是自20世纪60年代发展起来的一种新的陶瓷制备工艺【2～I。它利用样品自身吸收微波发热而使陶瓷材料烧成，与常规烧结

7、相比具有明显的优势和特点，如烧结温度低、整体快速加热、获得的陶瓷材料致密性好等，同时微波烧结加速了材料万方数据24刘冠芳等：钛酸锶陶瓷烧结的研究进展绝缘材料2009，42(3)的传质过程，从而能获得细晶粒陶瓷。这种方法虽然降低烧结湿度。但工序较繁，应用不是很广泛。考虑到二次烧成和一次气氛烧成工序较繁，且有通氢气带来的安全性问题，范福康等佑蚧绍了在加盖坩埚内加入石墨，制造还原性气氛，再将材料急冷到一定温度，在大气中冷却。获得具有双功能陶瓷材料的方法。此方法虽较直接通入气体制造还原性气氛的方法简单，但工艺仍很复杂。2．2烧结温度对