电子陶瓷材料是材料科学当中的重要领域,在半导体材料、压电材料、铁电材料、介电材料及绝缘材料等方面都具有广泛应用。钛酸钡是电子陶瓷元器件的基础母体原料, 被广泛的应用于制备高介电陶瓷电容器、多层陶瓷电容器、PTC 热敏电阻、动态随机存储器等方面,被誉为“电子陶瓷的支柱”。为了满足高性能介电材料的要求,关键之一就是要实现粉体原料的超细和均匀化。为了获得优异的粉体制备工艺,本研究首先对BaTiO3 纯相的合成方法进行了探索。实验中以TiCl4,Ba(OH)2等无机盐为原料,分别采用常压液相法、水热法和微波液相法合成钛酸钡粉体,并对所合成的粉体进行表征,结果发现:X-射线衍射实验证明,三种方法合成的产品均为立方晶系钙钛矿结构;用透射电子显微镜(TEM)测得粉体呈球形,水热法制备的粉体的粒径最大,而微波法制备的粉体的颗粒尺寸与形貌最为优异。本文研究了微波液相法的反应体系的条件,反应物的初始浓度、水解时间、反应时间、物料配比等因素进行了系统优化,并获得了制备高分散纳米BaTiO3 粉体的最佳工艺。对三种方法合成的粉体进行制陶实验,并测定其性能。结果发现:由于微波法合成的粉体的颗粒粒径最优异,所以制备出的陶瓷的介电性能得到了显著的提高,而且发现了性能与粒径之间有很强的依赖联系。但是,由于BaTiO3结构的原因,使其本身存在如下缺陷:1.居里点偏高(120℃),即在120℃才有最大介电常数值(104),而室温下的介电常数只有居里点的1/6 左右;2.介电损失(tanδ)、温度系数较大。根据理论推测,如果将半径较小的离子取代Ba2+,或者将不活泼的离子取代Ti4+,都可以使材料的居里峰前移并展宽,介电性能得到改善。另外,陶瓷之所以有别于单晶,在于陶瓷体中有大量晶界存在。电子陶瓷的晶界效应对性能起很重要的作用。为了获得介电性能优异的钛酸钡陶瓷材料,就需要对粉体颗粒及瓷体晶界进行有目的地掺杂改性。目前,大多数电子元器件生产企业均采用固相掺杂,通过加入Sr、Zr 以及一些稀土元素来改善介电性能。但是由于固相法掺杂不均匀,且容易带入杂质,对材料性能改善并不明显。虽然近年来有溶胶-凝胶法进行掺杂改性的报道,但是由于原材料价格昂贵而很难实现工业生产。所以本文采用微波辐射技术对纳米钛酸钡进行液相掺杂改性,通过尝试不同杂质元素对钛酸钡性能影响,最后确定出掺