baond2o3tio2基陶瓷抗还原特性的研究word格式论文.docxVIP

独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，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结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并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。本人授权华中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、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。必威体育官网网址□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不必威体育官网网址□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要BaO-Nd2O3-TiO2 系介质材料因其具有优异的介电性能，是作为高频电容、微波谐振器和滤波器的关键材料，在通讯技术中有着重要的应用。随着多层陶瓷电容器(MLCC)向小型化、低成本化的发展，开发出一种具有抗还原特性，能与贱金属内电极一起在还原性气氛中共烧的高频介质材料迫在眉睫。本论文以BaO-Nd2O3-TiO2系材料为研究对象，研究了助烧剂、受主掺杂、离子取代、施受主共掺杂及烧结工艺对还原气氛下烧结的BaO-Nd2O3-TiO2基陶瓷的相组成、晶体结构、显微结构、介电性能和绝缘特性的影响，探讨了材料结构和性能之间的关系。选用空气中具有较优综合介电性能的Ba4.5(Nd0.7Sm0.3)9Ti18O54(BNST)作为基本体系，通过引入适量不同的助烧剂SA1、SA2 和SA3作为助烧剂，将BNST 的烧结温度降至1180℃。随着助烧剂的引入，空气中烧结的BNST陶瓷的介电性能基本不变。助烧剂掺杂的BNST样品在氮气中烧结时，仍出现了半导化，但其绝缘电阻较未掺杂的样品有所提高，其中SA3掺杂样品的损耗较低，εr=1078.50,tanδ=0.076, ρ=6.58×10+6??cm。研究了不同含量的受主CuO(0-1.5%)、MnCO3(0-3%)对还原性气氛中烧结的SA3 掺杂BNST陶瓷结构与介电性能的影响。XRD结果表明Cu和Mn均固溶到BNST 晶格中，陶瓷为单一的钨青铜相结构。CuO 和MnCO3掺杂可促进陶瓷的致密化。随着受主含量的增加，还原性气氛中烧结BNST基陶瓷的抗还原性显著提高。当CuO 的添加量在1.5%以内时，受主不能完全补偿氧空位所产生的电子，陶瓷的损耗较高。当MnCO3掺杂量超过1.8%时，N2/H2气中烧结的BNST基陶瓷的绝缘电阻高达10+12??cm，具有优异的抗还原性。当MnCO3含量为2 %时，1180℃还原性气氛中烧结的BNST样品具有较优的综合性能：εr=79.02，tanδ=2.3×10-3，TCK=-65ppm/K，ρ=1.2×10+12??cm。对Ba4.5Nd9Ti18O54基陶瓷中的Nd用Sm、Bi进行部分取代，随着Sm置换量的增加，空气中烧结样品的介电常数下降，介电常数温度系数TCK 逐渐减小，更趋近于0，当Nd:Sm=5:5时，TCK降至-22ppm/K。当Bi含量在0.12以内时，均可形成固溶体，BNT基材料为单一的钨青铜结构。随着Bi取代量的增加，空气中烧结的BNT基陶瓷的介电常数升高至93.6，损耗略有下降，且TCK 降低。还原性气氛中烧结的Bi 取代BNT 基材料的抗还原性大幅度下降，当Sm 含量超过0.3 时，BNT基陶瓷的损耗有所增加。研究了不同含量施主V2O5与受主MnCO3以及助烧剂SA3共掺杂对不同气氛中烧结的Ba4.5(Nd0.7Sm0.3)9Ti18O54陶瓷结构以及介电性能的影响。发现当样品在空气中烧结时，随V2O5掺杂量的增加，介电常数略有下降，损耗则逐渐增大。将样品置于还原性气氛中烧结，V2O5的引入可以显著改善陶瓷的介电性能，随掺杂量的增加，介质损耗下降，利用缺陷化学对此现象加以分析。当V2O5含量为10%时，BNST 基陶瓷的损耗降为0.00023，介电常数为78.1。通过对还原气氛烧结工艺的研究，发现烧结温度的适当降低、再氧化温度的提高和再氧化过程中氧含量的增加有助于改善BNST基陶瓷材料的综合介电性能。但这些工艺的调整还需综合考虑所使用的Ni电极材料的特性，以避免Ni电极的氧化。本论文通过对BaO-Nd2O3-TiO2基陶瓷的改性，得到了一种性能优良，可用于贱金属内电极多层片式电容的高频高介陶瓷材料，相关研究成果为抗还原钡钕钛基MLCC的应用奠定了良好的基础。关键词：BaO-Nd2O3-TiO2，抗还原，受主掺杂，施受主共掺杂，BMEMLCC，介电性能AbstractBaO-Nd2O3-TiO2bas