纳米掺杂和直接掺杂Li₂O-SiO₂复合助烧剂对X7R型BaTiO₃基陶瓷显微结构和介电性能的影响

米超辉，崔斌，游桥明，畅柱国，史启祯

西北大学化学与材料科学学院合成与天然功能分子化学教育部重点实验室陕西省物理无机化学重点实验室

摘 要：以Li2O-SiO2（LSO）复合组分作为助烧剂,比较纳米掺杂和直接掺杂对X7R型BaTiO3基陶瓷显微结构和介电性能的影响,并进一步研究直接掺杂LSO的用量及烧结温度的影响,同时通过缺陷化学理论探讨了陶瓷的烧结机制。实验结果表明与纳米掺杂相比,直接掺杂助烧剂能够使掺杂元素进入晶格产生离子空位等缺陷,减少了物质迁移所需的活化能,从而有效促进陶瓷致密化过程,显著改善陶瓷的微观形貌及其介电性能。陶瓷样品的介电常数随着LSO助烧剂掺杂量的增加先增大后减小;当助烧剂掺杂量为0.08%（摩尔分数）时,样品可在1200℃烧结,室温介电常数达到4855,且容温特性满足X7R标准。通过直接掺杂能够使助烧剂十分均匀地分布在陶瓷材料中,可以显著减少助烧剂的用量,达到明显降低烧结温度的目的,并起到助烧兼改性的作用。

关键词：纳米掺杂;直接掺杂;Li2O-SiO2;BaTiO3;