钛酸钡基介电陶瓷包覆结构的制备与介电性能研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

多层陶瓷电容器（multilayer ceramic capacitor,mlcc）是重要的电子元器件，具有体积小、比容大、等效串联电阻小、高频特性好、抗湿性好、可靠性高等优点，已广泛应用于移动通信、测量仪器等电子设备中，起到隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制电路等作用。随着电子元器件的高度集成及微型化，迫切需要功能陶瓷材料满足高介电常数、低损耗以及较低温度变化率的要求。

batio₃由于其突出的介电、铁电和绝缘性能，已经成为应用最广泛的多层陶瓷电容器介质材料，然而batio₃介电常数在居里温度附近会发生突变，故需要对其改性来满足实际生产应用要求。batio₃陶瓷改性的主要目的是提高其居里温度的稳定性，即使得居里峰展平、居里温区变宽，获得介电常数高而又在整个温区内平坦变化的陶瓷。改善batio₃基陶瓷介电温度稳定性的主要方法是通过掺杂某些离子或添加一些非铁电相组分可增加微区成分的不均匀性，增大相变的弥散性，从而宽化介电峰。其中最重要的发现是通过化学非均匀性掺加形成“核-壳”结构。具有“核-壳”结构的batio₃陶瓷的介电性能由核与壳共同决定，核为纯batio₃，决定高温端的介电性能，壳为顺电相，主要影响低温端的介电性能。由于这种介电性能的叠加和强烈的化学非均匀性，使得“核-壳”结构钛酸钡陶瓷具有平坦的介温特性。

制备“核-壳”结构的batio₃基陶瓷材料的方法有传统固相包覆法和湿化学包覆法。由于 batio₃颗粒易团聚，采用固相法会导致其表面包覆不均匀，并且形成“核-壳”结构的陶瓷晶粒比较少，核/壳体积比不易控制，且随机分布于陶瓷中，在某种程度上使得改性的陶瓷材料很难满足所需的性能要求。化学包覆法由于制备过程在液相中进行，可以使欲包覆的基体颗粒充分分散，从而使包覆层能够均匀的包覆在基体颗粒表面，形成均匀的包覆层，从而可以通过调整不同包覆层的组成和厚度来控制其介电性能。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

制备不同尺寸钛酸钡粉体，采用原位表面修饰有机物控制颗粒的大小，提高颗粒分散性，研究表面改性剂对合成纳米钛酸钡的影响与作用规律。以此粉体为核材料，通过包覆bi基钙钛矿结构固溶体或掺杂氧化物nb（或其他氧化物），制备“核-壳”结构介电陶瓷，研究钛酸钡尺寸、包覆层成分、含量、包覆工艺不同对陶瓷的物相结构、显微结构、介电性能的影响，确定最佳制备工艺以及组份配方，从而制备出高介电常数、宽温度稳定性的介质陶瓷。

2.2 技术方案

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，确定方案，完成开题报告；

第4－8周：制备纳米钛酸钡，采用原位表面修饰有机物控制颗粒的大小，提高颗粒分散性，研究表面改性剂对合成纳米钛酸钡的影响与作用规律；

第9－12周：化学法制备具有核壳结构的钛酸钡基介电陶瓷，研究包覆工艺与组分对陶瓷显微结构与介电性能的影响；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 陈杰. 钛酸钡基温度稳定型介电陶瓷的制备及其性能研究[d]. 桂林理工大学, 2015.

[2] 张成江. 多壳层batio₃基介电陶瓷的制备与性能研究[d]. 武汉理工大学, 2014.

[3] 李煜涛. 醇盐法制备高纯超细四方相钛酸钡粉体的研究[d].成都理工大学, 2014.