溶胶凝胶法合成Ba06Sr04TiO3MgO及介电性能研究.pdf

第27卷第4期 《陶瓷学报》 V01．27．No．4 2006年12月 JOURNALOFCERAMICS Dec．2006 文章编号：1000—2278(2006)04—0352—06 溶胶一凝胶法合成Ba。．6Sr。．4TiOJMgO及介电性能研究 张枫徐庆 陈文黄端平刘韩星周建 (武汉理工大学材料科学与工程学院，430070) 摘要 nm左右。烧结温度对陶瓷样品的介电 凋，经650℃热处理即可得到颗粒细小均匀的超细B她6sr04Ti0扑190粉体，平均粒径在200 生能有明显的影响，1300℃烧结的陶瓷样品具有优良的性能。与二步合成工艺相比，一步合成工艺制备的陶瓷样品具有更好的介 邑性能。 关键词：无机非金属材料，Ba。6sr0．4TiO．：l／IVlgO，溶胶一凝胶法，介电性能 中图分类号：TQl74．75文献标识码：A 中引入杂质，并且需要较高的烧结温度，从而降低元 1前言 器件的各项性能。本文以柠檬酸为络合剂，采用溶 粉体的物相组成和显微形貌进行表征，并研究了烧结 由于钛酸锶钡(BaxSr。_xTiO。，简称BSTO)电介质 材料的介电常数在偏置直流电场作用下具有非线性 温度和合成工艺对陶瓷样品介电性能的影响。 特性，因而成为相控阵天线移相器的重要候选材 料【l-2】。钛酸锶钡材料的介电常数很高，制成移相器时 2 实验 需要多级匹配，造成器件损耗增加，因此要求材料具 有较低的介电常数以利于移相器实现最佳的介质匹 配。同时，为了减小最终器件的插入损耗，要求材料 的介电损耗低。目前，国外主要采用在BSTO系统中 入量为20wt％)超细粉料。称取适量的柠檬酸后加去 掺入多种金属氧化物(如MgO、A1：O。、ZrO：、B20。等) 进行改性删，以降低材料的介电常数和介电损耗。其 离子水溶解并调节pH值，按样品的化学计量比称取 中，BSTO／MgO复合体系显示出优异的性能㈣。 各种硝酸盐和金属醇盐，加入配好的柠檬酸溶液中加 热搅拌，得到浅黄色透明溶胶。溶胶在烘箱中干燥后 目前，BSTO／MgO复合体系主要采用传统的固 相法进行制备，即分别固相合成纯的BSTO和MgO得到透明凝胶，凝胶经过加热焦化得到多孔海绵状焦 粉体后再将二者按一定比例通过机械方法混合[7-81。化产物。将焦化产物研碎后得到初级粉料即前驱体。 这种方法需要反复多次的长时间球磨，易在混合过程 在600—700oC温度范围内对初级粉料进行热处理， 收稿日期：2006—07—18 基金项目：国家教育部新世纪优秀人才支持计划(编号：NEcT一04一0724)和湖北省自然科学基金创新群体项目(编号：2005ABC004) 通讯联系人：徐庆，男，教授 《陶瓷学报}2006年第4期 353 得到白色的合成粉料。将合成粉料压制成圆片状坯 体，在1300—1340oC烧结2h得到陶瓷样品。上述合 成方法简称为一步合成工艺。另外，还采用二步合成 工艺制备了同组成的陶瓷样品。采用柠檬酸盐法分 别合成了Ba岱r。4TiO。和MgO粉体，再将二者按一 定比例进行球磨混合，并在1300oC烧结2h。 在NetzschSTA449C同步热分析仪上进行前驱 X’Pert PRO型x 体的TG／DSC分析，在PANalytical 射线衍射仪上进行合成