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钙钛矿结构微晶玻璃材料的制备与测试 学生：艾宝 导师：xxx（教授） xx(副研究员) 2010年6月15日 一、课题来源及研究意义 二、实验整合方案 三、实验结果及分析 四、结论 * 报告内容 * (1)高储能电容器在生活中的应用 混合力轿车 汽车电源转换器 2010北京车展的车企纷纷亮出看家猛将来吸引众多眼球。这些猛将之所以猛很大原因由于一部分原因车内电容。 一、课题来源及研究意义 (2)几种常见几种电容器 * * 在这众多的电容器中，玻璃陶瓷电容器对电容器小型化、高容量的要求是很适宜。 钛酸锶钡(BST)材料优良的铁电材料，近年来研究者在掺杂改性方面取得了较大的进展，但是要使BST在实际运用中取得进一步的突破，还需要进行大量的研究。 本实验通过改变BST微晶玻璃 （1）Mn掺杂含量 (2) 制备工艺中工艺条件 二、实验方案 * * 计算称量 球磨 玻璃切割 熔融淬火 烘干 整体析晶 样品处理 扫描电镜 击穿场强测定 阻抗分析 电滞回线 XRD 介电常数测定 (2) 实验流程图 三、实验结果与分析 1、微观分析 2、介电常数与损耗 3、介温谱 4、电滞回线 * 1、微观分析 (1) X射线衍射(XRD) * 图2 不同析晶温度相组成分析图 图1 不同Mn含量材料的相组成分析 * 2.0mm (b) 2.0mm 2.0mm 2.0mm (d) (a) (C) (2)SEM分析 (a)850oC (b)900oC (c)950oC (d)1000oC 0-Mn不同析晶温度微 晶玻璃的图SEM组织 析晶温度为1000oC的钙钛矿型微晶玻璃的SEM组织 * (a) 2.0mm 2.0mm (b) (c) 2.0mm (a) 0 mol%； (b) 0.2mol%； (c) 0.5mol%； 3、介电常数与损耗 （1）介电常数与损耗随温度变化规律 * a d c b (a)0mol%-Mn (b)0.2mol%-Mn (C)0.4mol%-Mn (d) 0.5mol%-Mn 3、介温谱分析 （1）介温谱-------介电常数随温度变化规律 * (a) 0mol%-Mn (b)0.2mol%-Mn (C) 0mol%-Mn (d) 0.2mol%-Mn a d c b 4、电滞回线与储能特性 （1）电滞回线分析 * 图4-1 0.2mol%-900钛酸锶钡微晶玻璃不同场强的电滞回线 （2）不同析晶温度储能特性分析 * 图4-2 不同析晶温度的微晶玻璃储能密度比较 图4-3 不同析晶温度的微晶玻璃J/J0比较 （4）不同掺杂浓度的储能特性分析 * 图4-4 不同析晶温度的微晶玻璃储能密度比较 图4-5 不同Mn掺杂量的微晶玻璃J/J0比较 结论 (1 )通过XRD图和SEM图，在不同析晶温度下材料析出不同晶相的晶体，晶相含量随析晶温度的升高而增加，玻璃相减小，铁电性随之增强，玻璃基体内部随温度的变化明显发生着枝状晶成长，这些微观结构与宏观电性能也是匹配的。 (2)介电常数随着析晶温度的升高不断升高，而且不同的Mn掺杂含量下介电常数出现不同的变化，在四个掺杂浓度下，其中在掺杂量为0.1mol%室温下介电常数相对较大。 (3) 介电常数和损耗在居里温度附近达到最大值。随着测试频率的增加，影响越来愈大，对损耗的影响相对就较小，一般在居里温度附近发生较大变化。 (4)通过电滞回线计算储能密度发现，随着MnO2的掺杂量增加，可释放的能量要大于未掺杂的样品，并随着掺杂浓度增加J先增大后减小。在0.2mol%时相对较大。但 J/J0随掺杂浓度的增加而增加。 * 谢谢 微晶玻璃电容器特点：高介电，低损耗，高储能密度、高稳定性。 * * 微晶玻璃电容器特点：高介电，低损耗，高储能密度、高稳定性。 * *