高清PDF《钛酸铜镧基巨介电材料的结构与电学性能》刘展晴

内容简介
巨介电材料已成为大容量陶瓷电容器及元器件小型化发展的关键材料。本书主要阐述制备技术及A位离子调控对L23Cu3Ti,O12基巨介电陶瓷材料结构及电学行为的影响。本书首先阐述了巨介电材料发展的重要性、巨介电材料产生的巨介电机理、材料的制备方法以及材料参杂改性等方面的内容。其次介绍La23Cu3Ti,O12基巨介电材料的制备过程、溶胶条件和烧结条件对陶瓷微观结构和电学性能的影响，分析溶胶-凝胶法和固相法制备ACu3Ti,O2(A=La2s和Nao.sLao.s)陶瓷微观结构和电学性能的差异性。最后介绍不同A位离子(La3+、Li、Na、K和Na La,)及A位离子含量变化对ACus Ti4O2陶瓷的微观结构和电学性能的影响，并对其产应的原因和机制进行详细阐述。
本书可作为科技工作者和高校师生了解巨介电陶瓷材料相关知识的参考书。

前言
随着电子信息技术的飞速发展，电子元器件的集成化、小型化已成为现代信息领域一个重要的研究课题之一。高介电常数材料凭借高储能密度的特点，在大容量电容器及器件小型化方面的潜在应用受到了广泛的关注。为了进一步提高存储器的存储密度，采用巨介电常数材料是一个比较实际并且非常有效的解决措施之一。因此，寻找和开发具有巨介电常数的电介质材料成为目前非常迫切的研究工作。
目前，国内外关于高介电常数介质材料研究多为钙钛矿结构钛酸钡系BaSr1-xTiO,和锆钛酸铅系Pb(Zr和Ti)O3(含有害金属铅)铁电材料，其介电常数在1000以上，甚至可达30000)。但由于该类铁电材料在居里温度发生铁电顺电相变，使铁电材料的介电常数强烈地受到温度的影响，从而导致器件的稳定性变差并限制其应用。2000年，一种具有类钙钛矿结构的CCu3Ti4O12(CCT0)》材料由于具有极高的介电常数，以及良好的温度稳定性，受到了广泛关注，但这种材料同时也具有较高的介电损耗，难以获得实际应用。近几年，研究者们对这种材料的研究主要集中在两方面，一是采用不同离子取代CCT0陶瓷的A位Ca来获得与CCTO结构相似的ACu3Ti4O12(ACTO)材料，从而改善CCTO的性能：二是采用新型的制备技术，优化制备参数，制备介电性能优异的ACu3Ti,O12材料。La2sCu3TiO12(LCT0)是ACu3Ti4O12家族的一员，但到目前为止，有关La2 aCusTi4O2陶瓷的文献报道较为罕见，且由溶胶凝胶法制备LCT0陶瓷的微观结构和电学性能也罕见报道。对于由溶胶凝胶法和周相法制备AC3Ti,O12陶瓷电学行为的差异也尚未进行对比研究。
本书以获得高介电常数、低损耗且温度稳定好的巨介电材料为研究目标，以溶胶-凝胶法制各ACu3Ti4O2(A=La2g和NaLa,)陶瓷为研究对象，详细研究溶胶条件和烧结条件对陶瓷微观结构和电学性能的影响，优化制备工艺，制备和筛选出介电性能优越的巨介电材料：分析溶胶凝胶法和固相法制备的AC3T4O2(A=La2g和Nao.sLao.s)陶瓷微观结构和电学性能的差异性，并探讨其原因：分析研究不同A位离子(La3、Li、Na、K和Na.La)及A位离子含量变化对ACusTi4O2陶瓷的微观结构和电学性能的影响，并探讨其机制。
本书中的主要内容是在导师杨祖培教授的悉心指导下完成的，谨借本书向杨祖培教授表示衷心的感谢。
由于作者水平和经验有限，书中不足之处在所难免，恳请同行专家和广大读者批评指正。
作者
2017年11月

内容索引：

目录
前言
第1章绪论1
1.1电介质基础知识2
1.1.1电介质的极化与介电常数2
1.12介电损耗4
113介电驰豫4
1.2新型巨介电陶瓷的结构和巨介电性机制5
1.3改善巨介电陶瓷电学性能的方法与技术8
1.3.1陶瓷的制备技术8
1.3.2ACT0陶瓷掺杂取代9
1.4LCTO基陶瓷研究的意义及内容10
1.4.1LCT0基陶瓷研究的意义10
1.4.2LCT0基胸瓷的研究内容11
第2章ACu3Ti402陶瓷的制备、结构与性能的表征13
2.1陶瓷粉体的制备工艺13
2.2陶瓷样品的制备工艺15
23陶瓷粉末及陶瓷结构的表征方法16
2.4陶瓷样品电学性能的测试17
第3章La23Cu3Ti,012陶瓷的制备、结构与电学性能的研究19
3.1溶胶条件对LCT0-SG粉末结构及陶瓷介电性能的影响19
3.1.1溶胶条件对LCTO-SG粉末相结构的影响…19
3.1.2溶胶条件对LCTO-SG粉末微观结构的影响20
3.1.3溶胶条件对LCTO-SG陶瓷介电性能的影响22
3.2LCT0陶瓷制备工艺的研究及对结构、介电性能的影响25
3.2.1烧结温度对LCTO-SG陶瓷微观结构和介电性能的影响25
3.2.2保温时间对LCTO-SG陶瓷微观结构和介电性能的影响26
3.2.3LCTO-SS陶瓷制备工艺的研究及对介电性能的影响28
3.3溶胶-凝胶法与固相法制备LCTO陶瓷结构的对比研究28
3.3.1LCT0-SG和LCT0-SS粉末的相结构28

3.3.2LCTO-SG干凝胶和LCT0-SS原料粉的热分析29
3.3.3LCTO-SG和LCTO-SS粉末和陶瓷的微观结构30
3.4溶胶凝胶法与固相法制备LCTO陶瓷电学性能的对比研究32
3.4.1LCTO-SG和LCTO-SS陶瓷介电频谱图的分析32
3.4.2LCTO-SG和LCTO-sS陶瓷阻抗图谱的分析33
3.4.3LCTO-SG和LCTO-SS陶瓷电导频谱图的分析35
3.4.4LCTO-SG和LCTO-SS陶瓷介电温谱图的分析35
3.4.5LCTO-SG和LCTO-SS陶瓷电模量的分析37
3.4.6LCT0-SG和LCT0-SS陶瓷晶界电导特征的分析39
3.5本章小结42
第4章Na12La12Cu3Ti012陶瓷的制备、结构和电学性能的研究44
4.1溶胶条件对NLCTO-SG陶瓷介电性能的影响44
4.2 NLCTO陶瓷制备工艺的研究及对结构、介电性能的影响46
4.2.1烧结温度对NLCTO-SG陶瓷微观结构和介电性能的影响46
4.2.2保温时间对NLCTO-SG陶瓷微观结构和介电性能的影响48
4.2.3 NLCTO-SS陶瓷制备工艺的研究及对介电性能的影响49
4.3溶胶-凝胶法与固相法制备NLCTO陶瓷结构的对比研究50
4.3.1 NLCTO-SG和NLCTO-SS粉末的相结构50
4.3.2 NLCTO-SG干凝胶和NLCTO-SS原料粉的热分析51
4.3.3 NLCTO-SG和NLCTO-SS粉末和陶瓷的微观结构52
4.4溶胶凝胶法与固相法制备NLCTO陶瓷电学性能的对比研究53
4.4.1 NLCTO-SG和NLCTO-SS陶瓷介电频谱图的分析53
4.4.2 NLCTO-SG和NLCT0-SS陶瓷阻抗图谱的分析54
4.43NLCT0-SG和NLCT0-SS陶瓷电导颗谱图的分析55
4.4.4 NLCTO-SG和NLCTO-SS陶瓷介温谱图的分析56
4.4.5 NLCTO-SG和NLCTO-SS陶瓷电模量的分析58
4.4.6 NLCTO-SG和NLCTO-SS陶瓷品界（或畴界）电导特征的分析59
4.5本章小结62
第5章Li、Na和K取代La2 3CusTigO12陶瓷A位离子的结构与电学性能的研究63
5.1 LLCTO和KLCTO陶瓷制备工艺的研究及对介电性能的影响63
5.1.1 LLCTO陶瓷制备工艺的研究及对介电性能的影响63
5.1.2KLCT0胸瓷制备工艺的研究及对介电性能的影响66
5.2Li、Na和K取代对LCTO陶瓷结构的影响70

5.2.1LCTO、LLCTO、NLCTO和KLCTO陶瓷的相结构70
5.2.2LCT0、LLCTO、NLCTO和KLCTO干凝胶的热分析71
52.3LCT0、LLCTO、NLCTO和KLCTO陶瓷的微观结构72
5.3Li、Na和K取代对LCTO陶瓷电学性能的影响73
5,3.1LCTO、LLCTO、NLCTO和KLCTO陶瓷介电频谱图的分析73
5.3.2LCTO、LLCTO、NLCTO和KLCTO陶瓷阻抗图谱的分析75
5.3.3LCTO、LLCTO、NLCTO和KLCT0陶瓷电导频谱图的分析77
5.3.4LCTO、LLCT0、NLCT0和KLCT0陶瓷介温谱图的分析77
5.3.5LCTO、LLCT0、NLCT0和KLCTO陶瓷电模量的分析79
53.6LCTO、LLCTO、NLCTO和KLCTO陶瓷晶界（或畴界）电导特征的分析82
5.4本章小结84
第6章Na05-xLa0.5xCu3Ti4O1z陶瓷结构与电学性能的研究86
6.1N0.5-La0.5+Cu3Ti4O12陶瓷结构的研究86
6.1.1陶瓷的相结构86
6.1.2陶瓷的微观结构87
6.2Na0.s-xLa0.5+Cu3Ti4O12陶瓷电学性能的研究88
62.1陶瓷介电频谱图的分析88
6.2.2陶瓷阻抗图谱的分析90
6.2.3陶瓷电导频谱图的分析91
6.2.4陶瓷介温谱图的分析92
6.2.5陶瓷电模量的分析94
6.2.6陶瓷品界（或畴界）电导特征的分析96
6.3本章小结100
第7章NaxLa《2-x3Cu3Ti4O1z陶瓷结构与电学性能的研究101
7.1NaLa2-)3Cu3Ti4012陶瓷结构的研究101
7.11陶瓷的相结构101
7.12陶瓷的微观结构102
7.2NaLa2-x)aCusTi4O12陶瓷电学性能的研究103
72.1陶瓷介电频谱图的分析103
7.2.2陶瓷阻抗图谱的分析105
7.2.3陶瓷电导烦谐图的分析106
7.2.4陶瓷介电温谱图的分析107
7.2.5陶瓷电模量的分析108
7.2.6陶瓷品界（或畴界）电导特征的分析111

7.3本章小结113
第8章总结与展望115
81总结115
8.2展望119
参考文献121

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