结构畸变对钛酸钡基复合材料高温介电行为的调控机理

本项目旨在研制一种宽工作温区的新型钛酸钡基高介复合介电材料，重点研究A、B位离子取代及结构畸变对该复合介电材料200℃及以上高温介电行为的精确调控机理。.首先研究并实现对钙钛矿氧八面体A、B位离子取代的离子种类和浓度的调控，进而研究离子取代导致的氧八面体结构畸变程度及相应电畴分布特征，建立多电畴力学模型并计算应力应变曲线；然后建立晶格结构畸变程度与宏观介电性能的直接定量关系模型，明确结构畸变对复合材料高温介电行为的精确调控机理，指导试验并在试验中检验与修正，最终掌握200℃以上高温性能稳定型钛酸钡基复合介电材料的制备技术。.本项目有望突破停留在经验规律阶段的现有介电行为调控理论，建立材料晶格畸变程度与高温相变点的定量关系模型，为发展新型介电材料提供有关其高温相变与介电行为的新理论支撑，大幅拓宽钛酸钡基介电材料的工作温区，为设计和制备新型介电材料开辟新途径。

多层陶瓷电容器（MLCC）是电子电路中的常用元件,而钛酸钡基复合介电材料是MLCC 的主流介电材料。对于钛酸钡基复合介电材料，如何实现其性能的高温稳定性是亟待解决的问题。本项目解决了这一难题，采用固相反应烧结工艺最终获得了新的200℃以上高温性能稳定型高介电常数复合介电材料体系。本项目研究了钛酸钡基高介复合介电材料中不同种类和掺杂浓度的施主、受主掺杂离子，Bi3＋、Sc3＋、Nb5＋、Mg2＋、Na＋、Sn4＋、Ce3＋、Y3＋等，在不同反应浓度下与不同反应环境中（还原气氛或氧化环境下、不同温度条件下），渗透通过BaTiO3晶相晶界并取代氧八面体A、B 位离子的浓度，以及相应产生的八面体畸变的程度（容忍因子、八面体扭转）和电畴分布状况（1800和900电畴的平均尺寸和数量比例），获取了各类样品的宏观介电特性，并通过初步建立晶格结构畸变程度与宏观介电性能的直接定量关系模型来指导新型高温稳定型高介电常数钛酸钡基复合介电材料的研制，为设计和制备新型介电材料开辟了新途径。