学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

溶胶—凝胶法制备巨介电常数材料CaCu_3Ti_4O_（12）及其性能研究

作　者: 杨昌辉
导　师: 杜丕一
学　校: 浙江大学
专　业: 材料学
关键词: 高介电常数 溶胶-凝胶法 钙钛矿 钛酸铜钙 晶界层电容器
分类号: TN104
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 351次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


介电材料作为一种广泛使用的电子材料,在科学研究和实际应用中发挥着越来越重要的作用。高介电常数材料是当前微电子行业最热门的研究课题之一。高介电常数材料在电子器件领域主要有二大应用:作为栅介质和作为电容器介质。同时利用一些高介电常数材料具有的特殊物理特性,可实现具有特殊性能的新型器件,具有重大的实用和商用价值。 CaCu3Ti4O12（简称CCTO）是最近几年正着重研究的一种有重要实用价值的新型巨介电常数材料。它介电损耗比较低,介电常数却很高,在常温、kHz频率下达104,温度稳定性非常好,在100K-400K甚至更广的温度范围内介电常数保持稳定。相对于有类似性质的晶界层电容器材料,它的制备工艺简单,无需在还原气氛下高温烧结使晶粒半导化、再在氧化气氛下低温烧结使境界绝缘化的两步骤。相对于导电相一绝缘相复合高介电材料,它结构简单,损耗不高。 使用传统固相反应法制备CCTO时,因为原料的不均匀性,CCTO粉末和陶瓷需要在较高的预烧温度和烧结温度下制备,才能得到好的晶相结构。改进制备方法可以提高其介电性能和实用价值。本文使用溶胶.凝胶法,成功制备了CaCu3Ti4O12粉体和陶瓷样品,相对传统固相反应方法,可以发现粉末预烧形成较纯晶相的温度低100度以上,预烧时间也能降低。经700℃.900℃、6h-10h预烧,制备了CaCu3Ti4O12粉末,通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）分别进行结晶性能和形貌测试,研究了反应中间产物形成的内在过程,即由3TiO2+CaTiO3→CaTi4O9,CaTi4O9+3CuO→CaCu3Ti4O12。用上述不同温度下预烧得到的粉体压坯,在1000℃、1050℃、1100℃烧结20H得到陶瓷样品,用阻抗分析仪对试样在40Hz-107Hz范围内介电性能进行了测试。陶瓷的样品的介电常数非常大,在常温、1KHz下,介电常数分布在1700-20000范围内。同时,对CCTO在室温到150℃内,测试了介电性能与温度变化的关系。 CaCu3Ti4O12获得重大应用的可能是在薄膜上最终得以实现,反过来又将对其研究给以新的推动和提出新的课题。薄膜的制备方法较多,但制CaCu3Ti4O12薄膜大多采用激光沉积方法,我们尝试使用简单的易行的方法制膜,用溶胶一凝

全文目录


摘要  6-8
ABSTRACT  8-10
前言  10-12
第一章 绪论  12-33
  1．1 引言  12-13
  1．2 介电材料及其性质  13-26
    1．2．1 介电材料的定义及基本性质  13-16
    1．2．2 介电材料的种类及其特性  16-20
    1．2．3 几种高介电常数材料及其应用  20-24
    1．2．4 制备的几种方法  24-26
  1．3 CaCu_3Ti_4O_(12)材料及其性质  26-31
    1．3．1 概述  26-28
    1．3．2 制备方法比较  28-30
    1．3．3 理论模型  30-31
  1．4 本课题的研究目的及科学意义  31-33
第二章 实验方法和过程  33-38
  2．1 制备方法、原料及设备  33-36
    2．1．1 实验制备方法  33-35
    2．1．2 实验原材料  35-36
    2．1．3 实验设备与器材  36
  2．2 测试仪器和方法  36-38
    2．2．1 差热分析和热失重分析(DTA/TGA)  36
    2．2．2 X—射线衍射(XRD)  36-37
    2．2．3 场发射扫描电镜(FE—SEM)  37
    2．2．4 相对密度的测定  37
    2．2．5 介电性能测试  37-38
第三章 sol-gel法制备CaCu_3Ti_4O_(12)及结构研究  38-52
  3．1 引言  38-39
  3．2 实验  39-40
    3．2．1 溶胶和凝胶制备  39
    3．2．2 粉末预烧和陶瓷烧结  39-40
  3．3 溶胶化与凝胶化过程研究  40-44
  3．4 制备条件对CCTO粉末晶化影响的研究  44-48
    3．4．1 干凝胶差热失重曲线  44-45
    3．4．2 锻烧温度和时间对粉末晶相影响研究  45-48
  3．5 制备条件对CCTO陶瓷晶相结构影响研究  48-50
  3．6 总结  50-52
第四章 sol-gel法制备的CaCu_3Ti_4O_(12)介电性能研究  52-63
  4．1 引言  52
  4．2 性能测试  52-53
  4．3 CCTO陶瓷介电性能分析  53-62
    4．3．1 陶瓷介电常数温度稳定性分析  53-54
    4．3．2 陶瓷晶相含量、结构对介电性能的影响  54-58
    4．3．3 晶界杂相对介电性能的影响  58-60
    4．3．4 晶粒半导化程度对介电性能影响分析  60-62
  4．4 总结  62-63
第五章 CCTO膜的制备初探  63-67
  5．1 引言  63
  5．2 实验  63-65
  5．3 实验结果与分析  65-66
  5．4 总结  66-67
第六章 总结  67-69
参考文献  69-73
攻读硕士期间发表的论文  73-74
致谢  74

相似论文

  1. Bi3.25La0.75Ti3O12（BLT）纳米管/线的合成工艺研究,TB383.1
  2. Cu、Mn、Ce改性V2O5-WO3/MOx/CC催化剂的制备及其催化脱硝性能,X701
  3. 铁、镧掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能研究,O614.411
  4. 钴铁氧体的制备及其性能研究,O611.4
  5. 二氧化硅球腔微电极阵列以及复合磁性纳米氧化铁的制备与应用,TB383.1
  6. 稀土铝酸盐Dy3Al5O12、NdAlO3、LaAl11O18粉体制备及烧结行为研究,TB383.3
  7. 纳米氧化锆/钛杂化有机硅环氧高折射率材料的研究,TB383.1
  8. Al2O3/C杂化气凝胶和Al2O3气凝胶的制备及表征研究,O648.17
  9. 铝基锰系催化剂脱硫脱硝性能研究,X773
  10. 溶胶—凝胶法制备氧化锌薄膜晶体管的研究,TN321.5
  11. 溶胶—凝胶法制备p型ZnO薄膜,O484.1
  12. 储存稳定的有机/无机杂化聚合物的制备及其在光固化涂料中的应用,TQ630.4
  13. 掺杂ZnO稀磁材料薄膜的制备工艺及室温磁性研究,O484.1
  14. ZnO薄膜电致发光的探索,O484.41
  15. La_(0.8)K_(0.2)FeO_3型钙钛矿掺杂复合材料的制备及对染料废水处理的研究,X703.1
  16. 纳米TiO_2复合物光催化氧化脱除单质汞的实验研究,X51
  17. 掺杂纳米TiO_2光催化降解甲醛的研究,X13;TB383.1
  18. 溶胶—凝胶法的棉织物维生素E整理,TS195.5
  19. 铝离子掺杂氧化锌薄膜的溶胶—凝胶法制备及性能,TB383.2
  20. PS/SiO_2核壳复合微球的制备,TB383.4
  21. 钒氧化物薄膜制备工艺及性能研究,TB383.2

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 真空电子技术 > 一般性问题 > 电真空器件材料
© 2012 www.xueweilunwen.com