铌酸盐铁电玻璃陶瓷介电性能的研究

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1、论文分类号:学校代码-10708学号：1202035SHAANXIUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY硕士学位论文ThesisforMaster!sDegree银酸盐铁电玻璃陶瓷介电性能的柳晓燕指导教师姓名：蒲永平教〗学科名称.•材料学论文提交日期：2015年3论文答辩日期：2015年6学位授予单位：陕西科技：H»=HBIH原创性声明及关于学位论文使用授权的声明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡

2、献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：20,r年6月关于学位论文使用授权的声明本人完全了解陕西科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权陕西科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。(保密论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：本€导师签名：貧

3、辑曰期：20年月申请工学硕士学位论文论文题目：铌酸盐铁电玻璃陶瓷介电性能的研究学科门类：工学一级学科：材料科学与工程培养单位：材料科学与工程学院硕士生：柳晓燕导师：蒲永平教授2015年6月INVESTIGATIONONTHEDIELECTRICPROPERTIESOFNIOBATEGLASS-CERAMICAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByXia

4、oyanLiuSupervisor:Prof.YongpingPuJune2015铌酸盐铁电玻璃陶瓷介电性能的研究摘要电容器储能元器件迫切需要利用具有高储能密度从而有效的减小电容器体积的电介质材料。由于出色的铁电性能，铌酸盐电介质材料在某些特定应用上的巨大潜力已经被认识了很多年。铌酸盐的独特之处在于它通过改变晶体的组合元素，以获得特定材料所需的铁电性能和微观结构。本论文通过制备BaSrNbO和(Na,K)NbO铁电玻璃陶瓷，并研究不同玻璃相含量、0.50.5263退火温度、成核剂以及晶化温度对其微观结构和介电性能的影响。旨在优化工艺条件，开发出具有高介电常数和高击穿场强的储能介质

5、材料。本论文以铌酸盐铁电玻璃陶瓷为基础,首先研究了以BaSrNbO为0.50.526主晶相的玻璃陶瓷。采用BaO-SrO-NbO-CaO-BO-SiO为玻璃系统，利用25232熔融法制备基质玻璃，研究玻璃相含量的变化对BaSrNbO玻璃陶瓷微0.50.526观形貌、晶相组成以及介电性能的影响。实验结果表明：在铁电玻璃陶瓷中，晶相、残余玻璃相都有各自的功能。玻璃相可有效的填充在晶相周围，使材料孔隙率大幅度降低，其击穿强度比普通陶瓷电介质材料的击穿强度高一个数量级。而玻璃陶瓷具有功能稀释效应,当铁电相含量不足时,材料显示的功能效应大大减小,甚至不具备实用价值。在最优的玻璃相含量配方下

6、，为进一步增大材料的击穿强度，通过调整基质玻璃退火温度，控制BaSrNbO0.50.526玻璃陶瓷中杂相石英的形貌。实验结果表明：在600℃～650℃的温度范围内退火处理的玻璃陶瓷，含有少量的石英杂相，且其形貌为耗用SiO较少2的点状形貌，使得尽可能多的SiO保持为无定形的玻璃态以增大玻璃陶瓷2抗击穿强度。为进一步优化实验，选取CrO、BaF、ZrO、CaF和CeO五232222种不同成核剂控制其晶化过程。研究不同成核剂对玻璃陶瓷晶化温度、晶相组成、微观结构和介电性能的影响。实验结果表明：不同成核剂的成核机理不同，成核剂的加入降低了晶化温度，促进了杂相的消失和晶粒的均匀分布。以C

7、eO作为成核剂的样品其介电常数为301、击穿强度为425kV/cm，获得23了最大的储能密度高达2.41J/cm。其次，本论文研究了(Na,K)NbO铁电玻璃陶瓷。实验采用熔融法制备3(Na，K)NbO基质玻璃，以NaO-KO-NbO-BO-SiO为玻璃系统。实验32225232I研究了配方中玻璃相含量对玻璃陶瓷晶化温度、晶相组成、微观形貌、介电性能以及介电弛豫的影响。实验结果表明：随着玻璃陶瓷中玻璃相含量的降低，样品的介电常数增大，击穿场强保持在一个较高的水平和更为稳定的范围；