王 艳，苗康康，王晓玲，胡登卫



烧结温度对Zn-Nb共掺Ba(Zr0.1Ti0.9)O3陶瓷微结构与介电性能的影响

王 艳，苗康康，王晓玲，胡登卫

（宝鸡文理学院 化学与化工学院，铁电功能材料工程（技术）研究中心，陕西 宝鸡 721013）

采用溶胶-凝胶法制备Y5V型Zn、Nb共掺杂Ba(Zr0.1Ti0.9)O3陶瓷，通过 XRD、SEM 等分析检测手段对样品进行表征。研究了烧结温度对陶瓷相组成、微观结构、介电性能及介电弛豫的影响。结果表明：样品为单一的四方相钙钛矿结构，随着烧结温度的增加，陶瓷晶粒尺寸与介电常数增大，弥散相变系数（）先增加后减小。当陶瓷的烧结温度为1 280℃时，陶瓷的平均晶粒尺寸约为3mm、密度（6.034 6 g/cm3）与（1.909 2）达到最大值，室温相对介电常数（r）和介电损耗（tan）分别为14 849和0.37%。

溶胶-凝胶法；Ba(Zr0.1Ti0.9)O3基陶瓷；Y5V；介电性能；介电弛豫；烧结温度

钛酸钡基陶瓷作为环境友好型材料，可用来制备多层陶瓷电容器（MLCC）。尤其是Y5V型（温度在-30~+85℃之间变化时，容温变化率为-82%≤(–25℃)/25℃≤22%[1]）。锆钛酸钡（BZT）陶瓷材料在MLCCs领域有着广阔的应用前景，引起国内外研究者的广泛关注。Qi等[2-3]利用稀土Yb或Sm的盐溶液对BaZrTi1-xO3粉体进行改性，得到室温相对介电常数大于23 000，平均晶粒尺寸约为6 μm的Y5V陶瓷。Ji等[4]以BaCaZrTiO3为主晶相，利用化学沉淀法将其他组分（Mn，Mg，Sr，Fe及Y）加入，所得陶瓷的晶粒尺寸约为40 μm，其室温相对介电常数约为9 000，符合Y5V标准。Reddy等[5]研究稀土Ho含量对Ba(Zr0.1Ti0.9)O3基陶瓷的影响，当Ho含量约为摩尔分数2%时，相对介电常数最大约为35 000，但陶瓷晶粒尺寸较大约为50mm。可见，目前所报道的Y5V体系介电常数普遍较高，但是存在成本高（稀土掺杂）、陶瓷的平均晶粒较大（>6 μm）等缺点，无法满足MLCC低成本、薄层化的发展需求。