BaTiO3-Cu復(fù)合陶瓷材料介電性能的研究

BaTiO3-Cu復(fù)合陶瓷材料介電性能的研究BaTiO3/Cu復(fù)合陶瓷材料介電性能的研究

摘要

介電材料在電子器件中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本文通過制備BaTiO3/Cu復(fù)合陶瓷材料，并研究了其介電性能。結(jié)果表明，BaTiO3/Cu復(fù)合陶瓷材料具有良好的介電性能，其介電常數(shù)隨頻率的變化關(guān)系符合柯爾斯–柯爾斯定律。此外，BaTiO3/Cu復(fù)合陶瓷材料還表現(xiàn)出較低的介電損耗。

1.引言

介電材料是電子器件中的重要組成部分，其介電性能直接影響電子器件的性能?，F(xiàn)有的介電材料中，BaTiO3是一種常用的無機(jī)陶瓷材料，具有高介電常數(shù)和良好的機(jī)械性能。然而，純BaTiO3陶瓷材料具有較高的介電損耗，限制了其在實(shí)際應(yīng)用中的使用。為了改善介電性能，許多研究者將BaTiO3與其他材料進(jìn)行復(fù)合。

2.實(shí)驗(yàn)方法

本研究中采用固相反應(yīng)法制備BaTiO3/Cu復(fù)合陶瓷材料。通過調(diào)節(jié)BaTiO3和Cu的摩爾比例，實(shí)現(xiàn)了不同含量的Cu摻雜。制備的樣品經(jīng)過燒結(jié)后，進(jìn)行了X射線衍射(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)表征。介電性能的測(cè)量采用油浸法進(jìn)行，測(cè)試頻率范圍為1kHz到1MHz。

3.結(jié)果與討論

圖1顯示了制備的BaTiO3/Cu復(fù)合陶瓷材料的XRD圖譜?？梢钥吹?，所有樣品中都顯示出了BaTiO3和Cu的特征峰，證明成功制備了復(fù)合材料。同時(shí)，也沒有觀察到其他雜質(zhì)相的存在。圖2展示了不同Cu摻雜量下的SEM圖像?？梢杂^察到，隨著Cu摻雜量的增加，樣品表面的顆粒尺寸逐漸增大，且展示出更加均勻和致密的微觀結(jié)構(gòu)。

圖3顯示了BaTiO3/Cu復(fù)合陶瓷材料的介電常數(shù)隨頻率的變化關(guān)系。可以發(fā)現(xiàn)，隨著頻率的增加，介電常數(shù)呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢(shì)。這種行為符合柯爾斯–柯爾斯定律，表明BaTiO3/Cu復(fù)合陶瓷材料具有良好的介電性能。此外，圖4展示了不同Cu摻雜量下的介電損耗?？梢园l(fā)現(xiàn)，隨著Cu摻雜量的增加，樣品的介電損耗呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)。這表明Cu的摻雜可以有效地降低BaTiO3材料的介電損耗，從而提高其介電性能。

4.結(jié)論

通過制備BaTiO3/Cu復(fù)合陶瓷材料并研究其介電性能，本研究得出以下結(jié)論：

(1)BaTiO3/Cu復(fù)合陶瓷材料具有良好的介電性能；

(2)BaTiO3/Cu復(fù)合陶瓷材料的介電常數(shù)隨頻率的變化關(guān)系符合柯爾斯–柯爾斯定律；

(3)Cu的摻雜可以有效地降低BaTiO3材料的介電損耗。

本研究的結(jié)果對(duì)于提高BaTiO3材料的介電性能具有重要意義，并為相關(guān)電子器件的設(shè)計(jì)和制備提供了參考。

參考圖片：

圖1：BaTiO3/Cu復(fù)合陶瓷材料的XRD圖譜

圖2：不同Cu摻雜量下的樣品SEM圖像

圖3：BaTiO3/Cu復(fù)合陶瓷材料的介電常數(shù)隨頻率的變化關(guān)系

圖4：不同Cu摻雜量下的樣品介電損耗

關(guān)鍵詞：介電性能；BaTiO3/Cu復(fù)合陶瓷材料；柯爾斯–柯爾斯定律；介電常數(shù)；介電損綜上所述，本研究通過制備BaTiO3/Cu復(fù)合陶瓷材料并研究其介電性能，發(fā)現(xiàn)該復(fù)合材料具有良好的介電性能，并且其介電常數(shù)隨頻率的變化符合柯爾斯–柯爾斯定律。此外，通過觀察不同Cu摻雜量下的樣品介電損耗，發(fā)現(xiàn)Cu的摻雜可以有效地降低BaTiO3材料的介電損耗。這些研究結(jié)果對(duì)于提高