钛酸锶钡电解质陶瓷的制备和研究.ppt

主要内容： 选题的意义： 选题意义 选题意义 选题意义 选题意义 当前国内外研究水平和动态 当前国内外研究水平和动态 当前国内外研究水平和动态 当前国内外研究水平和动态 当前国内外研究水平和动态 当前国内外研究水平和动态 当前国内外研究水平和动态 论文所要研究的内容和实施方案 样品的制备 论文所要研究的内容及实施方案 论文所要研究的内容及实施方案 关键技术和理论依据 关键技术和理论依据 本论文的研究特色和创新之处 工作量及进度安排 致 谢 * * 论文题目： 钛酸锶钡电解质陶瓷的制备和研究 1、选题的意义 2、选题在该领域的水平和当前国内外研究动向 3、论文所要研究的内容和实施方案 4、工作量及进度安排 5、论文的研究特色和创新之处 钛酸锶钡(Ba1-xSrxTiO3,BST)是BaTiO3和SrTiO3形成的完全固溶体，具有钙钛矿结构，是一种优质的铁电陶瓷,具有介电常数高、介电损耗低、非线性强、漏电流小,电荷存取速度快等特点,尤其是其介电和光学性能可随锶的含量在0-1范围内的变化而连续调节。 可以在很宽的范围内调整材料的介电常数和居里温度，并且可以在一定程度上确保材料具有较好的介电常数—温度稳定性，是微电子技术和MEMS(微电子机械系统)技术潜在的重要功能信息材料,可以广泛地应用于DRAM(动态随机存储器)、MEMS开关、MEMS移相器、MEMS滤波器及天线等系统和器件中。 铁电钛酸锶钡(Ba1-xSrxTiO3,BST)材料有非常优良的铁电/介电性能，是近年来科学家们大量研究的功能材料之一，对于这种材料的性质、制备方法和应用的研究已成为当前的热门前沿课题。Ba/Sr的比例对BST-x的性能影响很大，特别是当x近于0.5时，这种材料具有高的介电常数、低的介电损耗和室温下有很好的可调性（在外加一定直流偏压下，介电常数能发生很大的变化）。 因此被选用于高频率敏感微波器件，如振荡器、移相器、延迟线、天线和可调性滤波器等。BST 材料的电学性能与材料的微观结构如气孔率和晶粒尺寸紧密相关,超细晶粒和高度致密的BST具有理想的介电特性,材料物化性能优异,在工业上有着广泛的应用价值，随着微电子行业发展的日益成熟,BST 陶瓷材料将会受到越来越多的重视。 液相法制备BST粉体虽然取得了一定的进展， 但总体上仍然处于实验室研究和小规模生产的探 索阶段。目前存在的问题有对控制微粒的形状、 分布、粒度、性能等技术的研究还不系统；对生 产规模扩大时涉及到的问题，目前解决的很少， 能够进行工业化生产的工艺和设备有待进一步的 研究。尽管目前BST粉体的制备在工业上尚未得 到广泛应用，但基于它们优异的性能，将随着制 备方法的改进以及一些新方法的出现进一步拓宽 和深入，必将有着十分广阔的工业发展前景。 近年来，钛酸锶钡的制备和研究已得到了国家的高度重视，国内外相继出现了固相法、液相法等制备高纯微细钛酸锶钡粉体。 其中液相法是制备性能良好钛酸锶钡粉体的 有效方法，也是目前实验室和工业上应用最 广泛的方法。 基本的液相合成法主要有： 1、化学沉淀法 2、溶胶——凝胶法 3、水热合成法 4、喷雾热解法 5、燃烧合成法 沈志刚等以NaOH为沉淀剂制备了粒径小 于100nm、晶相为立方相的Ba1-xSrxTiO3粉体。 苏会东等采用草酸盐作为沉淀剂，制备了介电性能良好的球形BST粉体。 将合成的钛酸锶钡粉 体分别用SEM和TEM进行 了表征，如左图所示。从 左图可以看出，用液相共 沉淀法合成的BST粉体基 本上以球形为主，是颗粒 比较均匀的钙钛矿晶体。 根据XRD分析，可以看出该粉体为纯净的纳米 BaSrTiO3，属立方晶系。 化学共沉淀法制备钛酸锶钡的优点是：产物颗粒细、纯度高、化学均匀性好、反应温度低、过程操作较为简单、易于工业化生产。 化学沉淀法制备BST粉体虽然有了较快发展，但是还有一定的缺陷。 首先，对反应溶液的温度、PH值、浓度等工艺条件的要求较为严格，由于沉淀速率不同会导致钡锶不能按化学计量比完全沉淀下来，钡锶化学计量比不确定，这就要求改善工艺条件使沉淀率尽可能增大，并通过钡锶分离确定反应物的比例。 其次，在基础理论方面还需要从配位化学和结构化学的角度对反应机理做更深入的研究，才能更好地控制工艺流程，为大规模的工业化生产打下基础。 采用化学液相共沉淀法制备钛酸锶钡(Ba1-xSrxTiO3,BST)粉体，经压片后,分别在不同的温度下进行烧结,利用各种技术分析手段进行对比：粒度大小、介电常数随电压的变化等,得出最佳的工艺参数。并通