（Ti,Zr,Ta）-基ABO3材料的高溫介電性能的研究

(Ti,Zr,Ta)-基ABO3材料的高溫介電性能的研究（GWJDN-1000型）

GWJDN-1000型高溫介電測量系統(tǒng)（2019款）高溫介電測量系統(tǒng)應用于高溫環(huán)境下材料、器件的導電、介電特性測量與分析，通過配置不同的測試設備，完成不同參數的測試。

摘要：ABO3類型的鈣鈦礦材料是一類具有豐富物理性能的氧化物。由于鈣鈦礦結構優(yōu)良的介電、壓電和鐵電性質。此外當一些雜質引入到一些鈣鈦礦中后會形成晶體缺陷，通常情況下材料會展現出更加優(yōu)異的性能。本文以若干鈣鈦礦(SrTiO3，BaZrO3，KTaO3)材料作為研究對象，對其高溫介電性能進行了系統(tǒng)的研究，得到以下結果:　　(1)四種不同摻雜比例的粉末是通過傳統(tǒng)的固態(tài)反應法制備的。研究了(Al，Nb)共摻雜的SrTiO3陶瓷在溫度范圍為320-870K和頻率范圍為102-106Hz的介電性能。樣品顯示了兩套介電弛豫并且它們與晶粒和晶界有關。在(Al，Nb)共摻雜SrTiO3后會影響晶粒間的弛豫，使其激活能降低，并其提高電導率。我們的結果表明(Al，Nb)共摻雜的SrTiO3是不適合提高其介電性能。　　(2)BaZrO3(BZO)粉末是通過甘氨酸硝酸鹽燃燒合成合成的。我們通過改變燒結溫度和保溫時間對BZO樣品優(yōu)化燒結條件。我們對BZO陶瓷在300-870K的溫度范圍和102-106Hz的頻率范圍內進行了全面的介電性能的研究。BZO在低于420K的溫度范圍內，表現出先兆性鐵電行為。在420K以上，樣品顯示出高溫巨介電行并包含兩套與氧空位有關的介電弛豫(R1和R2)。低溫弛豫被認為是由于晶粒內的氧空位跳躍運動而造成的偶極子弛豫。高溫弛豫是由氧空位被樣品/電極接觸勢壘所阻擋而造成的Maxwell-Wagner弛豫。　　(3)陶瓷樣品BaZr0.8Y0.2O3-δ(BZY)是由粉末是通過甘氨酸硝酸鹽燃燒合成合成的。我們對BZY陶瓷在300-870K的溫度范圍和102-106Hz的頻率范圍內進行了全面的介電性能的研究。在樣品中有兩種非常重要的載體:羥基離子(OH·o)和氧空位（V·oo），產生了三套弛豫(R1，R2和R3)。激活能計算是0.50，0.65和1.27eV相對應為低溫、中間溫度和高溫的弛豫。低溫松弛是歸因于由OH·o-Y偶極子引起的偶極子弛豫。中間溫度和高溫弛豫了被認為Maxwell-Wagner-type弛豫分別由晶界和樣品/電極接觸勢壘所阻擋的氧空位導致的。　　(4)KTaO3粉末樣本準備通過統(tǒng)的固態(tài)反應法制備的。我們對KTaO3陶瓷在300-1000K的溫度范圍和102-106Hz的頻率范圍內進行了詳細的介電性能的研究。KTaO3陶瓷在溫度范圍低于450K時出現了一種與傳統(tǒng)的熱激活行為相反的反常的介電行為。我們的研究結果顯示，樣品對濕度非常敏感，在473K出現了金屬絕緣體轉變(MIT)。這種電阻正溫度系數引起的金屬絕緣體過渡與異常的介電行為有關。在高于500K的溫度下，顯示了兩個正常的熱活化介電弛豫行為。