• 主题
高级搜索  >
历史搜索 清空历史
首页> 中文学位 >添加SrO-B2O3-SiO2玻璃对BaxSr1-xTiO3基陶瓷介电性能的影响
【6h】

添加SrO-B2O3-SiO2玻璃对BaxSr1-xTiO3基陶瓷介电性能的影响

代理获取
页面导航
  • 摘要
  • 著录项
  • 相似文献
  • 相关主题

摘要

随着新能源系统、混合动力汽车逆变设备的发展及电力、电子系统器件小型化、低成本化的需求,大功率高储能密度介电材料的研制成为未来技术进步的关键。本论文以BaxSr1-xTiO3陶瓷为基体,研究了高岭土、SrO-B2O3-SiO2玻璃添加及Zr4+掺杂在改善陶瓷介电性能、储能密度方面的作用,目的是在保持陶瓷具有较高介电常数的前提下,进一步提高其击穿强度,以实现较高的储能密度。
　　 本论文以高岭土为烧结助剂采用高温固相法制备了BaTiO3陶瓷。通过对样品进行密度、XRD、SEM、介频谱、击穿强度和介温谱测试,研究了高岭土含量对陶瓷烧结温度、晶相组成、微观结构及介电性能的影响。实验结果表明:陶瓷烧结过程中,高岭土与部分BaTiO3发生反应,形成BaO-TiO2-Al2O3-SiO2玻璃相,导致陶瓷的烧结温度降低到～1200℃;随着高岭土添加量从0增加到8.0wt%,陶瓷均为单相的钙钛矿结构,陶瓷平均晶粒尺寸从4.0μm减至0.5μm,当添加量为10.0wt%时,导致BaAl2Si2O8相的形成;高岭土的添加导致了陶瓷介电常数的降低及介电损耗的增加,但玻璃相的存在提高了陶瓷的致密度,导致样品的击穿强度显著增加,当高岭土添加量为8.0wt%时,陶瓷的击穿强度达到8.83kV/mm,大约是纯BaTiO3陶瓷的2.64倍。
　　 由于SrTiO3可以与BaTiO3实现完全固溶,且SrTiO3具有高击穿强度及低介电损耗等优良性能,本论文采用高温固相法制备了Ba0.4Sr0.6TiO3陶瓷,并选取耐压强度较高且与Ba0.4Sr0.6TiO3润湿性较好的SrO-B2O3-SiO2系统玻璃为烧结助剂。通过对样品进行密度、XRD、介频谱、击穿强度和电滞回线测试,研究了玻璃含量对陶瓷致密度、晶相组成、介电性能及储能特性的影响。实验结果表明:添加玻璃后,Ba0.4Sr0.6TiO3陶瓷的烧结温度从1360℃降低到1080℃,所有样品均为钙钛矿结构,没有第二相的产生;陶瓷的介电常数及介电损耗随着玻璃含量的增加而减小,而击穿强度随着玻璃含量的增加而增加,采用Thermochemical模型讨论了介电常数与击穿强度的关系;当玻璃含量为2.0wt%时,样品放电过程的能量密度为0.44J/cm3,能量利用效率为67.4%。
　　 为了进一步提高Ba0.4Sr0.6TiO3陶瓷的介电常数与击穿场强,本论文采用固相法制备了Ba0.4Sr0.6(ZryTi1-y)O3陶瓷,并加入一定量的SrO-B2O3-SiO2系统玻璃作为烧结助剂以降低陶瓷的烧结温度。通过对样品进行密度、介频谱、击穿强度和介温谱测试,研究了Zr4+掺杂量对陶瓷致密度、介电常数及击穿强度的影响,并对陶瓷的弛豫行为进行了初步探讨。实验结果发现:陶瓷的烧结温度随着Zr4+掺杂量的增加而升高;陶瓷的介电常数与击穿强度随着Zr4+掺杂量的增加先增加后减小,当y=15%时获得最大值,而陶瓷的介电损耗随着Zr4+掺杂量的增加变化很小;介电损耗随着温度的变化出现一个峰,该峰的位置随着Zr4+掺杂量的改变发生变化。
　　 针对Ba0.4Sr0.6Zr0.15Ti0.85O3陶瓷具有较高的介电常数和击穿强度,以及所出现的弛豫现象,本论文研究了不同添加量SrO-B2O3-SiO2系统玻璃对Ba0.4Sr0.6Zr0.15Ti0.85O3陶瓷性能的影响。通过对样品进行密度、介频谱、复阻抗、击穿强度和电滞回线测试,分析了玻璃含量对陶瓷烧结温度、介电常数、储能特性的影响。结果表明:陶瓷的击穿强度随着玻璃含量的增加而增大,当玻璃含量为20wt%时,样品的击穿强度达到22.4kV/mm;通过对比击穿强度与晶界势垒的关系,研究了陶瓷的击穿机理;当玻璃含量为5wt%时,样品放电过程的能量密度为0.45J/cm3,能量利用效率为88.2%。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱：kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备：11010802029741号 ICP备案号：京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有

  • 客服微信

  • 服务号