（Ti,Zr,Ta）-基ABO3材料的高温介电性能的研究

(Ti,Zr,Ta)-基ABO3材料的高温介电性能的研究（GWJDN-1000型）

GWJDN-1000型高温介电测量系统（2019款）高温介电测量系统应用于高温环境下材料、器件的导电、介电特性测量与分析，通过配置不同的测试设备，完成不同参数的测试。

摘要：ABO3类型的钙钛矿材料是一类具有丰富物理性能的氧化物。由于钙钛矿结构优良的介电、压电和铁电性质。此外当一些杂质引入到一些钙钛矿中后会形成晶体缺陷，通常情况下材料会展现出更加优异的性能。本文以若干钙钛矿(SrTiO3，BaZrO3，KTaO3)材料作为研究对象，对其高温介电性能进行了系统的研究，得到以下结果:　　(1)四种不同掺杂比例的粉末是通过传统的固态反应法制备的。研究了(Al，Nb)共掺杂的SrTiO3陶瓷在温度范围为320-870K和频率范围为102-106Hz的介电性能。样品显示了两套介电弛豫并且它们与晶粒和晶界有关。在(Al，Nb)共掺杂SrTiO3后会影响晶粒间的弛豫，使其激活能降低，并其提高电导率。我们的结果表明(Al，Nb)共掺杂的SrTiO3是不适合提高其介电性能。　　(2)BaZrO3(BZO)粉末是通过甘氨酸硝酸盐燃烧合成合成的。我们通过改变烧结温度和保温时间对BZO样品优化烧结条件。我们对BZO陶瓷在300-870K的温度范围和102-106Hz的频率范围内进行了全面的介电性能的研究。BZO在低于420K的温度范围内，表现出先兆性铁电行为。在420K以上，样品显示出高温巨介电行并包含两套与氧空位有关的介电弛豫(R1和R2)。低温弛豫被认为是由于晶粒内的氧空位跳跃运动而造成的偶极子弛豫。高温弛豫是由氧空位被样品/电极接触势垒所阻挡而造成的Maxwell-Wagner弛豫。　　(3)陶瓷样品BaZr0.8Y0.2O3-δ(BZY)是由粉末是通过甘氨酸硝酸盐燃烧合成合成的。我们对BZY陶瓷在300-870K的温度范围和102-106Hz的频率范围内进行了全面的介电性能的研究。在样品中有两种非常重要的载体:羟基离子(OH·o)和氧空位（V·oo），产生了三套弛豫(R1，R2和R3)。激活能计算是0.50，0.65和1.27eV相对应为低温、中间温度和高温的弛豫。低温松弛是归因于由OH·o-Y偶极子引起的偶极子弛豫。中间温度和高温弛豫了被认为Maxwell-Wagner-type弛豫分别由晶界和样品/电极接触势垒所阻挡的氧空位导致的。　　(4)KTaO3粉末样本准备通过统的固态反应法制备的。我们对KTaO3陶瓷在300-1000K的温度范围和102-106Hz的频率范围内进行了详细的介电性能的研究。KTaO3陶瓷在温度范围低于450K时出现了一种与传统的热激活行为相反的反常的介电行为。我们的研究结果显示，样品对湿度非常敏感，在473K出现了金属绝缘体转变(MIT)。这种电阻正温度系数引起的金属绝缘体过渡与异常的介电行为有关。在高于500K的温度下，显示了两个正常的热活化介电弛豫行为。