钛酸锶钡(BST)材料的挠曲电性能研究
Study on flexoelectric properties of BST materials
1.77万字 37页 原创作品，已通过查重系统
摘要： 钛酸锶钡(BST)是由钛酸钡和钛酸锶形成的完全固溶体。近年来，由于其高介电常数、低介电损耗、介电常数温度稳定性等优点受到广泛的关注。本文以碳酸钡、碳酸锶、二氧化钛、三氧化二镧、三氧化二钇为原料用固相反应法制备出x%La2O3掺杂和0.1%La2O3-x%Y2O3掺杂的钛酸锶钡材料。用X射线衍射 ( XRD )、扫描电子显微镜 (SEM )和阻抗分析仪，对它们的微观结构和介电性能进行了测量，并对陶瓷试样进行了表征与分析。利用悬臂梁方法测量它们的横向挠曲电系数μ12。XRD分析表明x%La2O3和0.1%La2O3-x%Y2O3的掺杂并没有改变母体材料的物相结构，它们在钛酸锶钡（BST）中形成连续固溶体，在室温下均呈四方钙钛矿结构。SEM 分析表明随烧结温度升高（1200℃→1230℃→1260℃），掺杂的陶瓷材料晶粒逐渐长大，尺寸分布连续，致密度逐渐提高，在1260℃时致密度取得最大值。介电频谱分析表明介电常数随频率增大而减小，介电损耗随频率先减小后增大。整体来看适量的La2O3和Y2O3掺杂可以提高材料介电性能。本实验中最佳掺杂配方为烧结温度 1260 ℃，离子掺杂为0.1%La2O3-0.1%Y2O3时，其介电常数最大，为4950，介电损耗为0.00228；当烧结温度为1230℃，Y3+离子掺杂量x=0.2时，其介电损耗最小，为0.00202。横向挠曲电系数随着悬臂梁厚度和频率的逐渐增加，其横向挠曲电系数μ12缓慢下降；但是随着悬臂梁厚度的增加，材料的等效压电应变常数 也迅速下降，明显存在尺寸效应。
关键字：钛酸锶钡； 掺杂改性； 介电性能； 介电损耗； 挠曲电性能
