大师韦玉明年轻时申请的第一个项目.doc

中山大学 20 10 级逸仙班科研能力训练项目 申报书 项目名称： Zn掺杂对钛酸钡陶瓷介电常数和介质损耗的影响 项目负责人： 韦玉明 项目组成员： 专 业： 逸仙班（理工） 联系电话： 电子邮箱： 935558388@ 申请日期： 2010年6月20日 2011年4月 一、简表 项目的基本信息及申请经费 项目名称 Zn掺杂对钛酸钡陶瓷介电常数和介质损耗的影响 项目来源 逸仙班 申请经费 10000元 申请人信息 姓名 韦玉明 性别 男 出生年月 1992.03 民族 壮 所在院系与专业 物理科学与工程技术学院逸仙班 电话（手机）电子邮箱 935558388@ 参加人员（不含申请者） 姓名 性别 联系电话 电子邮箱 签名 项目摘要 钛酸钡陶瓷具有特殊的物理性质而被广泛应用于电子材料等领域，然而，纯的钛酸钡(化学纯) 在物理性能上存在一些缺陷，限制了它的应用。研究表明，通过掺杂可以实现钛酸钡陶瓷材料内电荷平衡、缺陷控制、晶粒尺寸调整和结晶性能等方面的改善。目前国内外的研究者主要通过掺杂金属来改善钛酸钡陶瓷的性能，金属的引入能够有效地改善陶瓷的力学性能，金属相在机体的裂纹扩展时可以充当一个桥梁的作用提高机体的断裂韧性和强度，但金属的掺杂可能引起复合陶瓷介电常数和介电损耗等的改变。国内的研究者已经对掺Ag、Pt、Cu、Co、Cd、Ni等金属的复合陶瓷进行了介电性质的研究，并取得了较大的进展，但对掺Zn复合钛酸钡陶瓷未有详尽的研究。本课题参照前人的研究方法，试图对掺Zn复合钛酸钡陶瓷的介电性质（主要是介电常数和介质损耗）进行研究。本课题初步确定通过溶胶-凝胶法制备钛酸钡陶瓷，然后掺杂不同含量的Zn（5wt%、10wt%、15wt%、20wt%、25wt%、30wt%），在不同温度下烧结出复合钛酸钡陶瓷。然后对复合钛酸钡陶瓷的介电常数和介质损耗进行测量，将所得数据绘制成图表，通过对实验数据的合理分析，找出试验中较为适宜的Zn掺杂含量和烧结温度。同时，通过与其他研究者对不同金属掺杂的研究结果进行比较，对金属掺杂复合钛酸钡陶瓷的研究进行理论上的分析，希望对金属掺杂复合钛酸钡陶瓷的后续研究工作有一些指导性帮助。 一、立项依据 （包括项目的研究意义、国内外研究现状分析，并附主要参考文献及出处） 研究目的意义： 钛酸钡（BaTiO3）陶瓷具有高介电常数，低介电损耗，优良的压电、铁电、绝缘等优异性能，被广泛应用于电子材料领域中，如作为多层电容器（MLCC）、电子滤波器、逻辑电路等的原材料。钛酸钡是电子陶瓷材料的基础原料，被称为电子陶瓷业的支柱。但纯的钛酸钡在物理性能上存在一些缺陷，通过掺杂可以实现钛酸钡陶瓷材料内电荷平衡、缺陷控制、晶粒尺寸调整和结晶性能等方面的改善。许多学者对钛酸钡陶瓷掺杂金属相进行研究，研究结果表明，金属的引入能够有效地改善陶瓷的力学性能，金属相在机体的裂纹扩展时可以充当一个桥梁的作用提高机体的断裂韧性和强度。而一定含量的特定金属的引入，特别是在渗流阈值附近时能有效地提高钛酸钡陶瓷材料的介电常数，且渗流理论认为，在导体-绝缘体复合体系中，随着导电相含量的增加，材料会经历绝缘相-导体的转变过程。人们已经对掺Ag、Pt、Cu、Co、Cd、Ni等金属的复合陶瓷进行了介电性质的研究，但对BaTiO3/Zn复合陶瓷尚未有详尽的研究。同时我们发现，不同的烧结温度对复合陶瓷的性能有一定的影响。因此，本项目试图通过对掺杂不同含量的Zn在不同温度下烧结而成的复合陶瓷的介电常数和介质损耗的测量，找到比较理想的Zn掺杂含量和烧结温度。同时，通过与其他研究者对其他金属掺杂的结果进行比较，总结出金属掺杂的一些规律，对今后复合钛酸钡陶瓷的研究提供一些指导性帮助。 国内外研究现状： 钛酸钡陶瓷的研究工作已经有较长的时间，早期的研究主要集中在钛酸钡的制备工作上。1988年日本已经可以生产出纯度达99.995%超高纯超细钛酸钡粉体。近几年，美国、日本等发达国家开发的高纯超细