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铜钛氧化物的烧结特性及介电性能研究

作　者: 张慧利
导　师: 吴裕功
学　校: 天津大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 钙钛矿铜钛氧化物高介电常数 CCTO
分类号: TM28
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 212次
引　用: 3次
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内容摘要

本论文主要采用固体粉末高温烧结法研究了CaCu3Ti4O12陶瓷（CCTO）合成与烧结的过程以及烧结对介电性能的影响;还研究了Na+、La3+、K+、Co3+、Nb5+、Sr2+和Cu2+离子掺杂对材料介电性能的影响。合成时间和合成温度都对反应进程有影响，但合成温度起着决定性的作用。在两次合成中间加入球磨也会促进反应进行。所以在本次实验中采用在800℃与1000℃两次合成中间加一次球磨的方法合成CCTO。烧结温度过高或过低会使材料中存在气孔，导致介电性能下降。在CaCu3（1+x）Ti4O12陶瓷材料中，1080℃烧结的试样性能最好。损耗基本上随着Cu过量浓度的增加而下降，当Cu过量浓度达到0.08mol时损耗最低为5-6%（1kHz）。在AxCa(1-x)Cu3Ti4O12（A= Na+、K+）陶瓷材料中，A+离子的添加使CCTO材料的烧结温度提高了，其介电常数也有所提高，材料的损耗减小，同时使得电容变化率增大，在规定温度范围内介电性能变差。在LaxCa(1-x)Cu3Ti4O12陶瓷材料中，La3+离子取代会使材料损耗增加，而材料的介电常数和损耗随温度变化有减缓的趋势。在CaCu3Ti4(1-x)Co4xO12陶瓷材料中，掺杂后的损耗比掺杂前高很多，虽然介电系数很高但是这可能是损耗引起的。所以Co掺杂后的CCTO的介电性能不好。在CaCu3Ti4(1-x)Nb4xO12陶瓷材料中，随着烧结温度的升高材料的介电常数和损耗都急剧下降，介电系数可达3-4千但损耗仍高达10%左右。在NaxCa(1-x)Cu3.08Ti4O12陶瓷材料中，随着烧结温度的升高材料的介电系数下降损耗上升介电性能变坏，随着掺杂浓度的增加介电系数和损耗下降介电系数为2万左右损耗为5-6%，这样的性能相对Na+离子单独掺杂来说较好。另外，本文还采用神经网络对实验数据分析，拟和出介电常数和损耗随掺杂浓度变化的曲线。

全文目录

第一章绪论  6-21
  1.1 高介电晶体的介质极化与弥散  6-10
  1.2 钙钛矿的结构敏感性  10-16
  1.3 CaCu3Ti4O12晶体中的高介电常数  16-21
第二章合成工艺  21-28
  2.1 陶瓷工艺综述  21-24
  2.2 CaCu3Ti4O12实验工艺流程及样品测试  24-28
第三章 CaCu3Ti4O12的合成与烧结  28-36
  3.1 合成CaCu3Ti4O12的反应进程  28-33
  3.2 烧结温度对CaCu3Ti4O12性能的影响  33-36
第四章 CaCu3Ti4O12掺杂改性研究  36-49
  4.1 Cu2+过量对材料性能的影响  36-41
  4.2 A位离子取代对材料介电性能的影响  41-44
  4.3 B位离子取代对材料介电性能的影响  44-46
  4.4 A、B位离子复合掺杂对材料介电性能的影响  46-49
第五章用神经网络模拟材料的介电性能  49-56
  5.1 人工神经元网络的基本概念和特征  49-50
  5.2 神经网络的模型  50-51
  5.3 神经网络的初始化训练与仿真  51-56
第六章结论  56-58
参考文献  58-60
发表论文和科研情况说明  60-61
致谢  61

铜钛氧化物的烧结特性及介电性能研究

内容摘要

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