摘要

高容高温是下一代片式多层陶瓷电容器的重要发展方向,因此,开发具有高容高温特性的X9R型钛酸钡基介质材料,对于促进高容高温多层陶瓷电容器的发展具有重要意义。该研究以钛酸钡(BaTiO3,BT)为原料,利用传统固相反应烧结法,并通过调节钛酸铋钠(Bi1/2Na1/2TiO3,BNT)的基体固溶量和稀土元素铌(Nb)的掺杂量,成功制备出具有较高室温介电常数和较宽容温特性的Nb掺杂BT-BNT介质体系。在此基础上,对X9R型介质材料纳米畴及“芯-壳”结构与介温特性之间的关系进行了研究。实验结果表明,当BNT固溶量为10 mol%,BT-BNT的居里温度为190℃,晶粒具有典型的90°铁电畴;在0.9BT-0.1BNT固溶体中掺杂2.0 mol%的Nb元素,介电常数为1 800,损耗<2.0%,容温系数(-55~200℃)≤15%,晶粒形成明显的“芯-壳”结构,其中“芯”部具有小尺寸的纳米尺度铁电纳米畴,“壳”部为Nb均匀分布的BT-BNT固溶体。因此,0.9BT-0.1BNT-2.0Nb陶瓷是一种极具前景的X9R型多层陶瓷电容器用电介质材料。