谈谈钛酸钡钛酸钡基陶瓷与薄膜制备、微结构和性能设计

论文导读：
摘要：本论文首先利用sol-gel法制备了一系列(1-x)[BaTi0.8Zr0.2O3]-x[Ba0.7Ca0.3TiO3](简称BZT-BCT)纳米粉体,分别采取两段式无压烧结法和传统两步烧结法制备了一系列BZT-BCT陶瓷；其次,利用sol-gel法分别在Si和Ti两种不同基底上制备了钛酸钡纳米薄膜。论文系统探讨了钛酸钡基陶瓷与薄膜的制备工艺、微结构和电学性能,在实验基础上对BZT-BCT陶瓷的电学性能进行浅析。通过X射线衍射对BZT-BCT陶瓷相结构浅析表明：在较低烧结温区内制备的陶瓷具有典型的钙钛矿结构,说明sol-gel法制备的陶瓷所需烧结温度较固相反应法低；随着x值的增大,陶瓷中Zr含量减小,导致晶面间距减小,以而使衍射峰有向大角度方向移动的走势；对x=0.3组分陶瓷XRD步进慢扫描发现,在45度和65度附近的衍射峰劈裂非常显著,说明在室温下主要是以四方相形式有着。对BZT-BCT粉体和陶瓷的SEM测试结果浅析发现,粉体所需煅烧温度随着x的增加会稍有下降；两段式无压烧结法制备的陶瓷致密度高,晶粒尺寸小；利用两段式无压烧结法在温度大于1350℃以后,陶瓷晶粒尺寸迅速显著增大。陶瓷电学性测试表明,在接近准同型相界附近的x=0.3组分,陶瓷拥有最佳的铁电和压电性能,压电系数d33值达到最大值530pm/V；而在准同型相界附近的组分,也具有相对较高的压电系数,远离相界的其他组分相对较低,以而验证了准同型相界论述。随着电场的增加,陶瓷的能量损耗密度呈现近似线性的增加；随着温度的升高,能量损耗密度W的变化先近似线性减小,而后趋于稳定。介电常数最大值可达到24600；在低频时,常温下的介电损耗在0.03以下；介电弥散性相变指数γ随着频率的增大而增大,以1Hz的1.64逐渐增大到100kHz的1.80。纳米晶钛酸钡陶瓷的电学性能浅析表明,剩余极化强度和矫顽场随着温度的升高而呈现下降走势；剩余极化强度较低,对于超细纳米晶铁电陶瓷,外电场作用品界和源于低介电非铁电晶界相作用产生的退极化场影响下的“冻结电畴”结构对抑制电滞回线和电畴反转有重大影响。薄膜的电学性能测试表明,Ti基底制备的钛酸钡薄膜比Si基底薄膜的性能更优越,其漏电流密度可以降低至8.09×10-4A/cm2,剩余极化强度为7.65μC/cm2,室温下的介电常数可达到820。关键词：钛酸钡基论文无铅压电陶瓷论文溶胶-凝胶法论文制备论文微结构论文物理性能论文
本论文由www.7ctime.com,需要论文可以联系人员哦。摘要4-5
ABSTRACT5-7
目录7-9
第一章 绪论9-15

1.1 引言9-10

1.2 本论文主要探讨内容及其进展近况10-14

1.2.1 本探讨的进展近况10-12

1.2.2 本探讨的主要内容和作用12-14

1.3 本论文的革新点14-15

第二章 钛酸钡基陶瓷和薄膜的制备15-24

2.1 BZT-BCT陶瓷的制备15-20

2.

1.1 实验药品和仪器15

2.

1.2 溶胶前驱体的制备15-16

2.

1.3 凝胶的制备16-17

2.

1.4 纳米粉体的制备17-19

2.

1.5 陶瓷坯体的制备及烧结工艺19-20

2.2 钛酸钡薄膜的制备20-23

2.1 实验药品和仪器20

2.2 钛酸钡薄膜前驱溶胶的制备20-21

2.3 基底的处理及底电极的制备21-23

2.4 钛酸钡薄膜的制备23

2.3 本章小结23-24

第三章 钛酸钡基陶瓷的微结构和性能24-42

3.1 BZT-BCT陶瓷的微结构24-29

3.

1.1 BZT-BCT陶瓷XRD浅析24-27

3.

1.2 BZT-BCT陶瓷SEM浅析27-29

3.2 BZT-BCT陶瓷的铁电性能29-32
3.

2.1 不同组分BZT-BCT陶瓷的铁电性29-30

3.

2.2 烧结温度对BZT-BCT陶瓷铁电性的影响30-31

3.

2.3 BZT-BCT陶瓷铁电性的电场和温度依赖性31-32

3.3 BZ-BCT陶瓷的介电性能32-37

3.1 BZT-BCT陶瓷介电性能的温度依赖性32-34

3.2 BZT-BCT陶瓷的弥散性浅析34-37

3.4 BZT-BCT陶瓷的压电性能论文导读：.1钛酸钡薄膜的微结构42-434.2钛酸钡薄膜的电学性能43-454.2.1钛酸钡纳米薄膜的漏电流43-444.2.2钛酸钡纳米薄膜的铁电性44-454.3本章小结45-46第五章结论与展望46-47参考文献47-51攻读硕士期间发表的论文51-52攻读硕士期间发明的专利52-53硕士在读期间获得的奖励53-54致谢54-55上一页12
37-39

3.4.1 不同组分BZ-BCT陶瓷压电性37-38

3.4.2 两种烧结策略制备的BZT-BCT陶瓷压电性能比较38-39

3.5 纳米晶钛酸钡陶瓷的电学性能39-40

3.6 本章小结40-42

第四章 钛酸钡薄膜的微结构和性能42-46

4.1 钛酸钡薄膜的微结构42-43

4.2 钛酸钡薄膜的电学性能43-45

4.

2.1 钛酸钡纳米薄膜的漏电流43-44

4.

2.2 钛酸钡纳米薄膜的铁电性44-45

4.3 本章小结45-46
第五章 结论与展望46-47
参考文献47-51
攻读硕士期间发表的论文51-52
攻读硕士期间发明的专利52-53
硕士在读期间获得的奖励53-54
致谢54-55