钛酸钡系列电子陶瓷是近几十年发展起来的新型现代功能陶瓷。目前已成为现代功能陶瓷中最重要的一类，是电子陶瓷元器件的基础母体原料，被称为电子陶瓷的支柱。自从20世纪40年代发现钛酸钡的优良的压电和介电性能以来，关于钛酸钡及掺杂钛酸钡的制备和性能的研究已成为无机固体化学的一个热点领域，我国对钛酸钡的研究起步较晚，在这方面还有许多工作有待开展。 钛酸钡粉体的制备过程和制陶过程对成品陶片的晶粒大小、均匀程度和密度等性质都有很大的影响，而这些性质又强烈影响着钛酸钡陶瓷的电学性质。所以，本论文工作选择钛酸钡及掺杂钛酸钡的液相制备和电学性质作为研究课题，采用溶胶-凝胶法制备钛酸钡及掺杂钛酸钡纳米晶；利用交流阻抗谱测试其电学性质；用EQUIVCRT软件进行数据分析和解析，主要对钛酸钡系电子陶瓷的晶粒电阻、晶界电阻、介电常数及介电损耗和频率、杂质含量等的关系进行系统的研究和探讨。本论文工作的主要内容包括： 一、钛酸钡陶瓷的制备及其电学性质 1．以钛酸四丁酯和醋酸钡为原料，采用溶胶-凝胶法制备钛酸钡纳米晶，通过SEM、XRD、IR和DTA等对钛酸钡纳米晶进行了表征。结果表明，制备的钛酸钡纳米晶为立方相，平均粒径为50～70nm，分散较好。反应物浓度、温度和煅烧温度对样品的粒径均有影响。 2．钛酸钡纳米晶以传统方法制陶、烧陶后，用交流阻抗谱测试其电学性质。结果表明，在交变电场中钛酸钡陶瓷的介电常数和介电损耗均随着频率的增加而减小。 二、稀土掺杂钛酸钡陶瓷的制备及电学性质 1．采用溶胶凝胶法制备了镧、铈和镨三种稀土元素掺杂钛酸钡纳米晶，掺杂量分别为0.01～0.05％和0.1～0.5％。实验表明，稀土的掺入可以缩短凝胶的形成时间和煅烧的时间。此外，稀土的掺入有细化晶粒和增大晶胞参数的作用。 2．采用交流阻抗谱测试了镧、铈和镨(0.01～0.05％和0.1～0.5％)掺杂钛酸钡陶瓷，根据拟合出的最佳等效电路和参数值，讨论了在纯钛酸钡中掺入稀土元素镧、铈和镨时对钛酸钡陶瓷导电性的影响。结果表明，当稀土 系电F缺翘揣嗡及吐处颁 元素的掺入量在某一个范围a以下（不同稀土元素有不同的范围，下同）时， 可以使钛酸钡陶瓷的晶粒电阻得到降低，但还不能使其半导化；当稀土的 掺入量在。和b之间时，可以通过电子补偿机理使钛酸钡陶瓷半导化；当 稀土的掺入量大于b时，由于晶界偏析作用，使陶瓷的晶界相处于缺陷补 偿状态，成为绝缘体，钛酸钡陶瓷也再次成为绝缘体。f 三、钛酸铅钡（BllJ＊）电于陶瓷的制备及电学性质 1．采用溶胶－凝胶法制备了钛酸铅钡固溶体。铅的掺入降低了锻烧”温度、增大了晶胞参数，并且使钛酸钡更易向四方相转化。 2．交流阻抗谱测试结果表明，在钛酸铅钡陶瓷中，由于铅的易挥发 性会形成阳离于空位VPb，在一定程度上降低了陶瓷的晶粒电阻。可以 预计，V”Ph的浓度和分布状况将在很大程度上影响钛酸钡陶瓷的电学性 质。