Ti含量对CaCu3TixO12陶瓷介电性能的影响.pdfVIP

助 材 抖 2010年第5期(41)卷 Ti含量对 CaCu3TizO2陶瓷介电性能的影响 熊利蓉 ，晁小练 ，井启红 ，杨祖培 (陕西师范大学 化学与材料科学学院 陕西省大分子科学重点实验室 ，陕西 西安 710062) 摘 要 ： 采 用 传 统 固相 法 成 功 地 制 备 了 Ca— 室 以Bochu为首 的课题组提 出 CCTO样 品的电极化 Cu3Tio12(z一3．85、3．90、3．95、4．OO、4．05)巨介 电陶 特性与 TiO 八面体的晶格畸变密切相关 ，Ti抖的含量 瓷，系统探 讨 了Ti含 量对 CaCu。TiO 陶瓷相结构、 对 CCTO样品介 电性质有很大的影响 ]。因此 ，本 显微 结构和介 电性能的影响。通过 XRD分析表明，当 工作拟研究 Ti含量对 CaCu。Ti0 陶瓷的相结构、显 4．00时，CaCu3TiO12出现 了第二相 (Cu2O)；当35 微结构 、密度、介 电性 能的影响 ，并探讨影响 CCTO陶 ≥4．o0时，获得 了纯相。利用 SEM 和 EDX分析，结 瓷介电性能的因素。 果表明，当z4．00时，陶瓷晶界区域存在大量的富铜 2 实验过程 相 (Cuo)。阻抗谱分析发现 ，随着 Ti含量的增加，陶 瓷的晶粒 电阻R 和 晶界 电阻Rgb先减 小后增加的趋 采用传统 固相法制备了 CaCu。TiO (一3．85、 势，当z一4．00时，R 和 R 最小。室温介 电频谱发 3．90、3．95、4．OO、4．05)陶瓷。选择纯度高于 99 的 现 ，在 4O～10HZ频率范 围 内陶瓷 (===4．00)的介 电 CaCO。、CuO和Ti0 分析纯作为原材料 ，按化学计量 常数都在 5．5O×10 以上，在 1kHZ下的介 电性能为 ： 比 (CaCO3)：m(CuO)： (TiO2)一1：3：z混合 ￡一 6．15× 10 ，tan 一 0．044。 并充分研磨 6h后 ，湿料烘干后在 900℃下预烧 10h。 关键词 ： CaCu。TiO。；相结构 ；微观结构 ；电学性能 将预烧后粉体在相 同的条件下进行二次球磨 6h，将湿 中图分类号 ： TB34 文献标识码 ：A 料烘干后加入 PVA(5 )后进行造粒 。在 IOOMPa下 文章编号：1001-9731(2010)05—0804—04 干压成直径为 15mm，厚度在 1～1．5mm之间的圆片， 在 1060～ 1100℃下烧结 5h，即可得 到 CCTO 陶瓷 。 1 引 言 将陶瓷 圆片打磨抛光、超声波清洗、烘干后 ，在 850℃ 在电子元器件 的发展中，陶瓷电容器 的小型化要 烧渗银 电极 30min，然后进行 电学性能的测试 。 求电介质有更高 的介 电常数。2000年 M．A．Subra— 采用理学D／MAX一2200型X射线衍射仪 (Cuka) manian等 人 发 现 具 有 钙 钛 矿 结 构 的 CaCu。TiO2 进行相 结 构 分 析；陶瓷形 貌 分 析 采 用 FEI公 司 的 (CCTo)在 1kHz的频率下其介 电常数在 12000左右 ， Quanta200型扫描 电子显微镜测定 ，采用 EDX能谱仪 并且在很宽的温度范围(100～5OOK)和较宽的频率范 进行元素含量的半定量分析，分析元素的相对含量；采 围内介电常数的数值几乎不变[1]。这些 良好 的综合性 用美国Agilent公司的 HP4294A 型阻抗分析仪测试 能引起了世界各国科技研究工作者的关注l2。]。然而 ， 样品的介 电性能随频率的关系和阻抗谱 ；采用 Agilent CCTO具有高的介 电常数 的起源却一直没有得到解 E4980A介 电温谱测试系统测试介 电性能随温度的变 决 。为了解释 CCT0的巨介 电现象 ，迄今 已提出了各