论文部分内容阅读
CaCu3Ti4O12（CCTO）材料具有介电常数高（104以上,常温、1KHz）、低温下稳定性好等特点,在电容器、存储器等电子器件方面有着非常广泛的应用前景。本文采用高纯度原料,通过传统固相反应工艺法,在较低温度下（870℃）一次合成单相CCTO粉末（保温24小时）。经压成薄片后在1000℃～1080℃烧结,保温时间从8小时到24小时。测试不同烧结条件下试样的介电性能及温谱,发现在1060℃、保温24小时时材料的收缩率最大,介电性能最好,损耗为0.042,介电常数可高达13000以上,介电常数和损耗在80℃左右时开始急剧上升。还对试样用扫描电镜进行观察,分析烧结的微观机制对材料的介电性能的影响。除此以外,还对CCTO进行了掺杂试验,分别掺Al2O3、Y2O3、SiO2,研究了烧结温度、保温时间以及掺杂浓度对材料介电性能以及温谱的影响。在CaCu3Ti4（1-x）Al4xO12材料中,Al3+的添加降低了损耗,最低可达0.025,并且介电常数也可达到19000以上,介电性能有了比较大的改善。温度特性也较好,介电常数和损耗在大约100℃时才开始急剧上升。在Ca（1-x）YxCu3Ti4O12材料中,Y3+的添加使材料的介电常数和损耗都有了增加,并且随着掺杂量的不同波动比较大,介电常数最高可达70000以上,损耗最低只有0.15,高者可达1.0以上。此外,介电常数和损耗都随测试温度的升高而快速上升。在掺SiO2的CCTO材料中,介电性能与纯CCTO相比没有明显的改变,介电常数集中在10000到30000之间,损耗大部分可达0.1以下。随着烧结温度的提高,介电常数和损耗都有下降的趋势,损耗最低可达0.027,同时介电常数可保持在15000以上。SiO2含量的变化对温度曲线影响不大,当温度升高至60℃左右时损耗就明显的增大,介电常数则在80℃左右时开始急剧升高。此外,CCTO材料还具有电流–电压非线性特性。烧结温度的提高和保温时间的延长都有利于CCTO材料的非线性系数的提高。非线性系数在电流密度达到一定值后随电流密度的增加而上升。掺Al2O3能使非线性系数得到提高。掺Y2O3后,非线性系数则发生了下降。掺SiO2后,非线性系数随烧结温度的提高出现了较大的增加。