（ba0.2sr0.8）1-1.5xbixzn0.04t i0.98o3陶瓷结构及介电性能的研究

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1、2013年12月伊犁师范学院学报(自然科学版)Dec．2013第7卷第4期JoumalofYiliNormalUniversity(NaturalScienceEdition)V0l_7No．4(Bao．2Sro．8)1-1．5xBixZno．o4Tio．98O3陶瓷结构及介电性能的研究马晓娇，丁捷，杜卫平，徐凡华，衡晓，张惠珍，尹红梅’(1．伊犁师范学院物理科学与技术学院，新疆凝聚态相变与微结构实验室，新疆伊宁835000；2．南京大学物理学院，国家固体微结构重点实验室，江苏南京210093)摘要；采用传统固相反应方法，制备了(B

2、ao．。Sro)，5ixZnTi。O，(x=0．00、0．01、0．02、0．03)陶瓷材料，用x射线衍射、扫描电子显微镜和变温介电谱方法，对它们的晶格结构、微观形貌和复介电常数进行了测量和分析．结果表明：1)Zn2和B进入到Ba0：SroTiO晶格中并与之形成ABO钙钛矿型固溶体；2)随Bi：o掺入，陶瓷的室温晶系结构由立方相转变为四方相，同时出现在约120K的弥散相变转化为弛豫相变；3)Bi。O，掺杂对晶粒生长有明显的抑制作用，但晶粒之间的连接性增强，陶瓷的致密度增加；4)当T=300K，f_-1Hz，当Bi”的掺杂量为0．Ol

3、mol时，陶瓷样品室温介电常最大(’=1529．95)，此时室温介电损耗值为最d~．(tan8=3．366×10)．上述结果为该类陶瓷掺杂改性研究，以及弛豫相变机制探索提供参考．关键词：铁电陶瓷；ZnO和Bio，共掺杂；固相反应；复介电常数中图分类号：0469文献标识码：A文章编号：1673-999X(2013)04__o039---07添加量的增加，相变介电峰逐渐变宽，峰高逐渐降1引言低，相变弥散效应增强，并且Bi3+的掺杂能细化晶钛酸锶钡(BalSrxTiO3，简称BST)通过改变粒，并显著降低BST体系的介电常数【9】；邓春阳

4、等其材料组成，可以在很宽的范围内调节材料的介电人用传统固相反应方法制备了性质．然而由于BST陶瓷烧结温度较高，一般为(Bao．2Sro．8)1．1．5xBixZno．o4Tio．9803(x=0．00、0．04、0．05、1400℃左右，在微波频段介电损耗较大，使其在某O．06)陶瓷，并对其微观结构和介电性能进行了研些领域应用受限，因此对该陶瓷掺杂改性研究成为究【l们，发现当Bi的掺入有利于样品烧结过程中研究者较为关注的问题之一．研究表明，向BST陶的结晶，从而降低了Bao2Sro8TiO3陶瓷样品的烧结．．瓷中掺入一定量的金属氧化

5、物【1’1，可改变BST材温度，并且随着Bi的掺入，BST-ZnO在120K附料的微观结构及介电性能．例如董桂霞等人在近的弥散相变转化为弛豫相变．但是，0．00～Bao2Sro．．8Tio3粉体中添加ZnO后，发现随ZnO掺0．04mol的Bi掺入量对BST-ZnO的相变过程和介杂量的增加，陶瓷的介电常数、击穿强度都随着增电行为的影响尚未见报道．大，而介电损耗则减小，当ZnO的掺杂量为1．6％本文采用固相反应方法制备了(质量分数)时，材料的介电常数和击穿强度达到(Bao．2Sro．8)1．1．5xBixZno．o4Tio9803(x

6、=0．00、0．01、0．02、最大值，而介电损耗最小t8]；许春来等人在O．03)系列陶瓷，并对陶瓷的物相结构、显微结构Bao5Sro5TiO3体系中微量掺杂Bi2O3后，发现随Bi3+．．和介电性能进行了测量与分析．收稿日期：2013．11．29基金项目：新疆自治区科技厅自然基金青年项目(2009211B16)；新疆自治区科技厅自然基金(200821184)作者简介：马晓娇(1987一)，女，伊犁师范学院在读硕士研究生，主要研究方向：凝聚态光学．’通讯作者：尹红梅，女，南京大学在读博士研究生．伊犁师范学院学报(自然科学版)201

7、3年锐，表明系列陶瓷样品结晶良好：2)该系列陶瓷2实验样品与BST-ZnO相比，并无杂峰出现，且都出现钙本文采用传统固相反应方法制备钛矿结构的特征衍射峰(由图谱衍射峰晶面指数看(Bao．2Sro8)1．15xBixZnoo4Tio．9803(x0．00、0．01、0．02、出)，说明zn和Bi。离子完全进入BST品格内部0．03)系列陶瓷，具体为：1)将分析纯(纯度>99．99并与之形成ABO3钙钛矿型固溶体．％)的原料BaCO3、SrCO3、Tio2按照化学式(aao．2Sro8)l_l_5BiZno．04Tio_98O3称量，加

8、入去离子水球磨16h；2)将烘干后的混合粉体放入高温炉中加热至1200℃，得到BST预烧粉体：3)在预烧制得的粉体掺入摩尔数为0．04的ZnO，并分别掺入摩尔数为0．005，O．01，O．015的Bi2O3，加去离子水湿磨12h，取出