本文關(guān)鍵詞：復(fù)合摻雜BST梯度熱處理及其優(yōu)化研究

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【摘要】：BST(BaxSr1-xTiO3,0x1)作為一種優(yōu)異的鐵電材料,在存儲(chǔ)、微波、紅外、光伏、儲(chǔ)能等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。純BST通常難以達(dá)到很好的綜合性能,則其改性一直是研究重點(diǎn)。基于本團(tuán)隊(duì)有關(guān)Mg摻雜可以細(xì)化其晶粒,K摻雜對(duì)其介電性能有所改善,以及在制備其薄膜方面還提出梯度預(yù)熱處理的新穎方法等前期研究,本論文用溶膠-凝膠法制備K、Mg單一摻雜和復(fù)合摻雜BST粉體,并研究了不同熱處理機(jī)制下該粉體的相結(jié)構(gòu)、表面形貌和介電性能。在研究中重點(diǎn)對(duì)復(fù)合摻雜BST粉體在不同濃度組合下進(jìn)行分析,同時(shí)研究熱處理機(jī)制對(duì)該粉體的影響。本論文通過(guò)X射線衍射和掃描電鏡觀察及介電性能測(cè)試得到以下研究成果:1.復(fù)合摻雜BST粉體沒(méi)有雜相生成,其表面形貌比單一摻雜粉體有明顯改善。介電性能測(cè)試表明,在50 MHz~500 MHz頻率段時(shí),該粉體的介電穩(wěn)定性較高,數(shù)據(jù)可靠。復(fù)合摻雜粉體的介電常數(shù)處于K、Mg單一摻雜粉體之間,介電損耗相比K單一摻雜粉體有顯著降低。綜合來(lái)看,復(fù)合摻雜綜合了兩種單一摻雜的優(yōu)勢(shì),對(duì)改性有更好的效果。2.在傳統(tǒng)恒溫?zé)崽幚淼幕A(chǔ)上引入梯度熱處理,研究梯度熱處理后復(fù)合摻雜BST粉體綜合性能的變化。梯度熱處理下的BST粉體的表面形貌更為致密,晶粒大小均勻,介電常數(shù)和介電損耗隨頻率變化的穩(wěn)定性也有所提高。其中梯度熱處理對(duì)高濃度K摻雜的BST粉體影響最為明顯,直觀表現(xiàn)為晶粒變小,介電常數(shù)變大和損耗減小,這說(shuō)明高濃度的K摻雜對(duì)燒結(jié)溫度敏感度很高。3.不同的梯度熱處理機(jī)制對(duì)復(fù)合摻雜BST粉體的影響也有所不同。升梯度熱處理使得復(fù)合摻雜BST粉體的晶粒大小進(jìn)一步細(xì)化,呈現(xiàn)出比較平整的表面形貌,并且在這種方式下復(fù)合摻雜BST粉體的頻率穩(wěn)定性達(dá)到最高。低濃度摻雜在這種熱處理下的損耗很小,介電常數(shù)大小適中。其中,2%Mg/2%K的BST粉體的介電常數(shù)值為30,介電損耗平均值為0.006,滿足實(shí)際應(yīng)用要求。綜合考慮,800℃/850℃/900℃/950℃的熱處理方式對(duì)BST粉體的優(yōu)化作用最為明顯。
【關(guān)鍵詞】：BST 復(fù)合摻雜 介電性能 梯度熱處理
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM221
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 BST的研究背景及意義11-12
• 1.2 BST的基本結(jié)構(gòu)和特性12-15
• 1.2.1 BST的基本結(jié)構(gòu)12-13
• 1.2.2 BST研究的理論基礎(chǔ)13-14
• 1.2.3 BST的介電特性14-15
• 1.3 BST粉體制備的研究進(jìn)展15-17
• 1.3.1 固相法15-16
• 1.3.2 液相法16-17
• 1.4 BST摻雜研究17-20
• 1.4.1 BST摻雜改性機(jī)理17-18
• 1.4.2 復(fù)合摻雜進(jìn)展研究18-19
• 1.4.3 K和Mg摻雜BST研究進(jìn)展19-20
• 1.5 BST的熱處理研究20-21
• 1.6 論文內(nèi)容安排21-22
• 第二章 溶膠凝膠法制備BST粉體及其性能表征22-30
• 2.1 溶膠凝膠法制備的原理22
• 2.2 BST粉體的制備流程22-26
• 2.2.1 BST前驅(qū)液制備24
• 2.2.2 K或Mg前驅(qū)液制備24
• 2.2.3 K或Mg摻雜BST溶膠的制備24-25
• 2.2.4 干燥25-26
• 2.2.5 熱處理26
• 2.3 BST的測(cè)試表征26-28
• 2.3.1 XRD26-27
• 2.3.2 SEM27
• 2.3.3 AFM27-28
• 2.3.4 介電性能分析28
• 2.4 論文實(shí)驗(yàn)方案28-29
• 2.4.1 摻雜元素的選取28
• 2.4.2 熱處理方案設(shè)計(jì)28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章K和Mg摻雜BST粉體的結(jié)構(gòu)及介電性能研究30-43
• 3.1 900℃熱處理溫度下Mg摻雜BST粉體性能分析30-34
• 3.1.1 XRD分析30-31
• 3.1.2 SEM分析31-32
• 3.1.3 介電性能分析32-34
• 3.2 900℃熱處理溫度下K摻雜BST粉體性能分析34-39
• 3.2.1 XRD分析34-36
• 3.2.2 SEM分析36-37
• 3.2.3 介電性能分析37-39
• 3.3 K和Mg復(fù)合摻雜BST粉體性能分析39-41
• 3.3.1 XRD分析39-40
• 3.3.2 介電性能分析40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-43
• 第四章 復(fù)合摻雜BST粉體的優(yōu)化研究43-60
• 4.1 900℃熱處理溫度下不同濃度K和Mg復(fù)合摻雜BST粉體性能分析43-47
• 4.1.1 XRD分析43-44
• 4.1.2 SEM分析44-46
• 4.1.3 介電性能分析46-47
• 4.2 950℃/900℃/850℃/800℃梯度熱處理復(fù)合摻雜BST研究47-52
• 4.2.1 XRD分析48-49
• 4.2.2 SEM分析49-50
• 4.2.3 介電特性分析50-52
• 4.3 800℃/850℃/900℃/950℃梯度熱處理復(fù)合摻雜BST研究52-56
• 4.3.1 XRD分析52-53
• 4.3.2 SEM分析53-55
• 4.3.3 介電性能分析55-56
• 4.4 不同熱處理機(jī)制下高濃度K摻雜BST粉體研究56-58
• 4.5 不同熱處理方式分析58
• 4.6 本章小結(jié)58-60
• 第五章 結(jié)論與展望60-62
• 5.1 主要結(jié)論60-61
• 5.2 展望61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-68
• 攻碩期間取得的研究成果68-69

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