权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

非鉛系新規強誘電体ニチタン酸バリウムの元素置換による誘電特性制御

元素替代控制新型无铅铁电钛酸钡介电性能

基本信息

批准号：
17656209
负责人：
塗溶
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17656209/
关键词：
二チタン酸バリウム強誘電体非鉛系元素置換

项目摘要

BaTi_2O_5は高いキュリー温度(748K)および大きな誘電率を有することから、高温で使用できる非鉛系強誘電体材料として期待される。本研究では、BaサイトをSr、Ca、MgおよびTiサイトをZr、Nb、Ta等の異元素の固溶置換によってBaTi_2O_5の優れた誘電特性を広温度域で持たせることを目的とした。そこで、本研究では、アーク溶解法および浮遊帯域溶融法によりSrO、MgO、ZrO2、Nb_2O_5をそれぞれ添加したBaTi_2O_5多結晶体を作製し、誘電特性に及ぼす異元素添加の影響を調べた。BaCO_3、TiO_2およびMgO、ZrO_2粉末をBa_<1-x>MgXTi_2O_5およびBaTi_<2-y>Zr_yO_5の式で秤量・混合した後,アーク溶解炉により溶融した。凝固体を1323Kの空気中で43ks熱処理した。試料の両面に金ペストを塗布し,交流インピーダンス法により誘電特性を評価した。周波数(f)を10^2-10^7Hz,測定温度を293〜1073Kとした。MgOおよびZrO_2を添加したBaTi_2O_5は、いずれも柱状多結晶であり、(020)方向に強く配向した。BaTi_2O_5へのMgOとZrO_2の固溶限はそれぞれ、x=0.05とy=0.07であった。異元素を添加しないBaTi_2O_5の誘電率は約2000であったが、x=0.005のMgOを添加すると、誘電率の極大値が約3300に増大したが、MgO添加量の増加につれて減少した。異元素を添加しないBaTi_2O_5のキュリー点は743Kであったが、x=0.01のMgOの添加によりキュリー点が700Kに減少した。さらにMgO添加量の上昇につれて、誘電率のピークはフラットになった。y=0.005のZrO_2を添加すると、誘電率の極大値が約3000に増大し、ZrO_2添加量の増加につれて誘電率のピークがブロードになり、減少した。y=0.05までのZrO_2添加によりキュリー点が直線的に減少して490Kになり、さらに、y>0.05のZrO_2の添加によって、キュリー点はわずかに減少して470Kになった。y=0.07以上のZrO_2を添加したBaTi_2O_5では、測定周波数の増加にっれて誘電率は減少し、誘電率の極大値を示す温度は増加し、リラクサー的挙動を示した。Nb_2O_5およびTa_2O_3の添加によってもリラクサー的挙動を示したことから、Tiサイトへの置換により、リラクサー的になりやすい傾向が確認された.

BaTi_2O_5 has high dielectric temperature (748K) and high dielectric permittivity. In this paper, the effects of Sr, Ca, Mg and Ti on the dielectric properties of BaTi_2O_5 were studied. In this study, the effects of SrO, MgO, ZrO2 and Nb2O5 on the preparation and inductive properties of BaTi2O5 polycrystals were investigated by dissolution method and floating zone dissolution method. BaCO_3, TiO_2, MgO and ZrO_2 <1-x><2-y>powders are melted in a melting furnace after weighing and mixing. Solidified body: 1323K air temperature: 43ks heat treatment. The surface of the sample was evaluated by the method of induction. Frequency (f) is 10^2-10^7Hz, and the measured temperature is 293 - 1073K. MgO and ZrO_2 are added to BaTi_2O_5, and the columnar polycrystals are strongly aligned in the (020) direction. The solid solubility limits of BaTi_2O_5 and MgO in ZrO_2 are x=0.05 and y=0.07. The dielectric constant of BaTi_2O_5 increases from about 2000 to about 3300 when MgO is added to x=0.005. The dielectric constant of BaTi_2O_5 decreases when MgO is added to x=0.005. BaTi_2O_5 is added at 743K and MgO is added at 700K. The increase of MgO addition and the increase of induced current rate are discussed. When ZrO_2 is added to Y=0.005, the maximum value of the induced current increases to about 3000, and the increase of ZrO_2 addition causes the induced current to decrease. y=0.05 and ZrO_2 addition decreases linearly to 490K, y>0.05 and ZrO_2 addition decreases linearly to 470K. When ZrO_2 is added to BaTi_2O_5 with y=0.07 or more, the inductance decreases, the maximum inductance increases, and the temperature increases. The addition of Nb_2O_5 and Ta_2O_3 to the system is confirmed by the tendency of the system to change and replace the system.