研究目的
研究双掺杂两性元素Sm和变价元素Cr的细晶粒BaTiO3陶瓷的介电与光致发光性能。
研究成果
BSTC和BSTC1陶瓷展现出细晶粒的单一钙钛矿相微观结构。Sm与Cr共掺杂抑制了晶粒生长,引入多种铬价态,并影响光致发光和介电性能。BSTC1表现出符合Y5V标准的优异介电性能,在电容器和光电器件领域具有应用潜力。
研究不足
该研究仅限于特定的掺杂水平和成分;观察到掺杂剂分布不均匀,由于烧结过程中铬的损失,实际配方可能与标称值存在差异。相关技术可能无法检测出所有杂质相或缺陷。
1:实验设计与方法选择:
采用传统固态法制备BSTC和BSTC1陶瓷。理论模型包括用于晶格参数的Vegard定律及采用Kr?ger-Vink符号表示的缺陷化学。
2:样品选择与数据来源:
制备标称组分为x=0.01-0.05的BSTC陶瓷和x=0.02-0.05的BSTC1陶瓷,使用试剂级粉末。对比样品包括(Ba1-xSmx)Ti1-x/4O3、Ba(Ti1-xCrx)O3和纯BaTiO3。
3:01-05的BSTC陶瓷和x=02-05的BSTC1陶瓷,使用试剂级粉末。对比样品包括(Ba1-xSmx)Ti1-x/4OBa(Ti1-xCrx)O3和纯BaTiO3。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:原料:BaCO3(国药集团化学试剂,99.4%)、TiO2(上海跃江粉体,锐钛矿型,99.5%)、Sm2O3(上海迪阳化工,99.99%)、Cr2O3(国药集团化学试剂,99.0%)。设备:XRD(丹东浩元DX-2700)、SEM(蔡司EVOMA 10)、EDXS(牛津仪器Aztec 2.3)、拉曼光谱仪(堀场Horiba Jobin Yvon LabRAM XploRA)、EPR谱仪(布鲁克BioSpin GMBH A300)、XPS(赛默飞世尔ESCALAB 250)、介电谱仪(Novocontrol Concept 41)。
4:4%)、TiO2(上海跃江粉体,锐钛矿型,5%)、Sm2O3(上海迪阳化工,99%)、Cr2O3(国药集团化学试剂,0%)。设备:
4. 实验流程与操作步骤:将粉末混合后于1100°C煅烧5小时,压片后于1400°C烧结12小时。样品经抛光、热蚀刻处理后采用多种技术表征。介电测量在1kHz频率下于-75至200°C范围进行。
5:0)、SEM(蔡司EVOMA 10)、EDXS(牛津仪器Aztec 3)、拉曼光谱仪(堀场Horiba Jobin Yvon LabRAM XploRA)、EPR谱仪(布鲁克BioSpin GMBH A300)、XPS(赛默飞世尔ESCALAB 250)、介电谱仪(Novocontrol Concept 41)。 实验流程与操作步骤:
5. 数据分析方法:采用MS Modeling计算晶格参数,计算EPR g因子,XPS数据以Shirley背景扣除拟合,介电数据分析介电常数与损耗。
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