氧化物添加Ca0.6Sr0.4TiO3介质陶瓷的结构与介电性能研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1目的

（1）不同含量高绝缘性氧化物和导电性氧化物的添加对ca_0.6sr_0.4tio₃介质陶瓷的物相、显微结构、电学性能的影响，建立从显微结构到电学结构，从电学结构到宏观性能的桥梁；

（2）通过比较不同电学性能氧化物的掺杂对介质陶瓷的电荷传输及界面极化的影响机制,最终考察储能性能，以期实现储能性能的最优化。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

（1）研究不同烧结温度制度（预烧温度1200 ^oC及烧结温度1350-1450 ^oC）对CST陶瓷晶粒尺寸及电阻率的影响规律，找出最佳烧结温度制度，为后续实验做铺垫；

（2）外掺高绝缘性的HfO₂（wt%=0、2%、4%、6%），研究其对陶瓷的结构及电学性能的影响。通过阻抗谱的测试表征其界面极化程度，然后研究界面极化与储能性能的关系；

（3）外掺高导电性的ZnO（mol%=0、1%、5%、10%、20%、40%），研究其对陶瓷的结构及电学性能的影响。通过阻抗谱的测试表征其界面极化程度，然后研究界面极化与储能性能的联系。

（4）总结规律，分别比较引入高绝缘性和高导电性的晶间杂相对储能性能的影响规律，为后续研究建立理论支撑。

2.2技术方案

1.采用传统固相法制备所需陶瓷粉体，并对粉体进行物相分析以确定晶相的存在形式；

2.将粉料压制成型，制备一定尺寸和数量的陶瓷坯体，采用高温固相烧结，制定合适的烧结制度，制备出致密的陶瓷片；

采用传统的固相合成法制备氧化物掺杂Ca_0.6Sr_0.4TiO₃陶瓷，其工艺技术路线如下图所示：

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：制备并研究不同掺杂量的hfo₂对陶瓷的物相、显微结构、电学结构的影响；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] d. p. shay, n. j.podraza, n. j. donelly, et al. high energy density, high temperature capacitorsutilizing mn-doped 0.8 catio₃-0.2 cahfo₃ ceramics[j]. j.am. ceram. soc., 2012, 95(4): 1348-1355.

[2] 曲远方. 功能陶瓷的物理性能[m]. 北京: 化学工业出版社, 2006.

[3]z. pan, j. chen, l. l.fan, et al. enhanced piezoelectric properties and thermal stability in the (k_0.5na_0.5)nbo₃:zno lead-free piezoelectric composites [j]. j.am.ceram.soc., 2015, 98(12):3935-3941.