蒋旭峰，丁士华，宋天秀，刘　旭，彭小松，余丽华

(西华大学材料科学与工程学院，四川 成都 610039)



采用Sol-Gel法制备Al3+改性钛酸钡陶瓷

蒋旭峰，丁士华*，宋天秀，刘旭，彭小松，余丽华

(西华大学材料科学与工程学院，四川 成都 610039)

摘要：采用溶胶凝胶法制备BaTi(1-x)AlxO3 (x=0.02, 0.04, 0.06, 0.08)陶瓷样品，借助XRD、SEM和Agilent4284A分别对样品的晶相、显微结构和介电性能进行研究。结果表明：Al(3+)加入后，主晶相没有变，仍为BaTiO3，但第2相BaAl2O4出现；随着Al(3+)的掺杂含量增加，样品的平均晶粒尺寸减小，密度从5.46 g/cm3增加到了5.81 g/cm3，且当x≥0.06时，样品的密度趋于稳定；当测试频率为1 MHz时，随着Al(3+)掺杂含量的增加，介电常数从4 766减小到1 834，介电常数温度系数从0.001 32/℃增加到0.001 8/℃，介电峰出现展宽现象。同时，采用GULP模拟软件对体系的缺陷能进行计算，缺陷偶极子的稳定性为-1.915 eV。

关键词：BaTiO3；sol-gel； Al(3+)改性；介电性能

具有钙钛矿结构(ABO3)的BaTiO3陶瓷是典型的强介电材料，由于其较高的介电常数，以及优良的压电、铁电、绝缘和耐压性能，广泛应用于电子陶瓷和存储电容器，尤其在多层陶瓷电容器中有广泛应用[1-2]；但由于纯BaTiO3陶瓷材料的居里温度偏高(约120 ℃)，热稳定性差，影响其使用性能。为了改变BaTiO3陶瓷性能，可以对其掺杂或改变陶瓷粉体的制备工艺。很多研究者都采用固相法研究了Al3+掺杂对BaTiO3陶瓷介电性能的影响：陈涛[3]采用固相法对Ba(Ti0.01Zr0.09)O3陶瓷Al3+掺杂，发现在某一温区内介电峰被宽化，且随着Al3+的增加，宽化越明显；张奎等[4]采用固相法对掺杂Nb的BaTiO3进行Al3+掺杂，发现随着Al3+添加量的增加，材料的晶粒均匀化；Seong Jin Lee[5]采用固相法制备了Ba(Ti1-xAlx)O3陶瓷，发现随着Al3+的增加居里温度(TC)向低温方向移动：由此可见，Al3+掺杂能够提高BaTiO3陶瓷材料的介电性能。……