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随着电子工业的快速发展,各种电子器件均向着小型化发展,陶瓷电容器作为脉冲脉冲功率技术中的储能电介质,它的储能密度限制了脉冲功率技术的小型化应用,如何提高陶瓷电容器的储能密度是当前急需解决的问题。本文采用溶胶-共沉淀法将高耐压材料9B2O3-13Al2O3-78SiO2(BAS)、2MgO-2Al2O3-5SiO2(MAS)均匀的包覆在SrTiO3(ST)、Ba0.4Sr0.6TiO3(BST)颗粒表面,通过一步烧结法煅烧成陶瓷,旨在获得高耐电场强度、高储能密度及高储能效率的细晶粒SrTiO3基陶瓷,并研究了不同包覆量的BAS和MAS对陶瓷烧结性能、显微结构及储能性能的影响。采用溶胶-共沉淀法成功的将BAS均匀包覆在ST颗粒表面,通过一步烧结法制得ST-xwt%BAS(x=0;1;2;3;4;6;8;10)陶瓷。BAS的加入能有效的降低陶瓷的烧结温度、抑制陶瓷晶粒生长、提高陶瓷的耐电场强度。当x=2时,与纯ST陶瓷相比,样品的烧结温度降低了120℃,其平均晶粒尺寸仅为340 nm;同时,ST-2wt%BAS陶瓷耐电场强度提高至350 kV/cm,放电储能密度达到1.47J/cm3,远高于纯ST陶瓷(180 kV/cm,0.52 J/cm3)。采用草酸盐共沉淀法制备出了颗粒大小均匀的BST纳米颗粒,将BAS包覆在BST纳米颗粒表面,通过一步烧结法制得BST-xwt%BAS(x=0;1;2;3;4;5)陶瓷。由于低的烧结温度和BAS对陶瓷晶粒生长的抑制作用,BST-xwt%BAS陶瓷的平均晶粒尺寸要低于纯BST陶瓷。BST-3wt%BAS陶瓷的平均晶粒尺寸仅为150 nm,几乎与BST原始颗粒尺寸(100 nm)相当。当BAS含量进一步增大时,BST-xwt%BAS陶瓷内部出现晶粒异常长大现象,陶瓷致密度降低。当BAS含量为3wt%时,由于细晶粒和致密的显微结构的影响,陶瓷界面极化效应最弱、耐电场强度最高(410 kV/cm)、放电储能密度最大(1.8 J/cm3),同时,在高电场下BST-3wt%BAS陶瓷仍保持较高的储能效率(81.8%)。无论是耐电场强度、放电储能密度还是储能效率,BST-3wt%BAS陶瓷均要明显优于纯BST陶瓷(210kV/cm、0.74 J/cm3、76.3%)。采用溶胶-共沉淀法制备了MAS包覆ST颗粒,并在1320℃下煅烧制得ST-xwt%MAS(x=0;1;2;3;4;5)陶瓷。随着MAS的加入,陶瓷晶粒尺寸有明显的降低,ST-xwt%MAS陶瓷的耐电场强度与储能密度先增大后减小。当MAS含量为2wt%时,陶瓷平均晶粒尺寸仅为290nm,远小于纯ST陶瓷(15μm)。此时其储能性能也达到最佳,在340kV/cm下ST-2wt%MAS陶瓷的放电储能密度为1.12 J/cm3,储能效率为81.8%,相比于纯ST陶瓷其耐电场强度与储能密度有明显的提高。而采用传统球磨法制备的ST-2wt%MAS陶瓷内部存在大量孔洞,其耐电场强度(280 kV/cm)、储能密度(0.84 J/cm3)均明显低于溶胶-共沉淀法制备的ST-2wt%MAS陶瓷。