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钇掺杂钛酸锶钡高介电陶瓷的电性能研究
钇掺杂钛酸锶钡高介电陶瓷的电性能研究
摘要：
钛酸锶钡（SSBT）高介电陶瓷由于其优异的电性能被广泛应用于电介质器件中。为了进一步提高其电性能，钇元素被掺入SSBT中。本研究通过制备和测试不同钇掺杂浓度的SSBT陶瓷样品，分析其物性和电性能。结果表明，适量的钇掺杂可以显著提高SSBT的介电常数和介电损耗，同时降低其漏电流密度。本研究为探索新型高性能电介质材料提供了重要的理论基础。
关键词：钛酸锶钡；钇掺杂；高介电陶瓷；电性能
1.引言
高介电陶瓷作为一种重要的电介质材料，广泛应用于电子器件、能量存储和传输设备等领域。钛酸锶钡（Sr0.7Ba0.3TiO3，简称SBT）是一种具有良好介电性能的陶瓷材料。然而，其介电常数和介电损耗仍然有待提高。
近年来，钇掺杂的高介电陶瓷材料因其出色的电性能而备受研究者的关注。钇元素的掺杂可以改变晶体结构和晶格常数，从而影响材料的电性能。然而，目前关于钇掺杂对于SBT材料电性能的影响的研究报道还比较有限。
本研究旨在探究钇掺杂对SBT高介电陶瓷电性能的影响，为开发新型高性能电介质材料提供理论基础。
2.实验方法
2.1样品制备
本实验以钛酸锶钡作为基础材料，通过固相反应法制备不同钇掺杂浓度的SSBT陶瓷样品。首先，将适量的SrCO3、BaCO3和TiO2混合均匀，然后与适量的Y2O3进行球磨混合，最后将混合粉末在高温下烧结得到陶瓷样品。
2.2物性测试
利用X射线衍射（XRD）测试仪器对样品的晶体结构和晶格常数进行分析。扫描电子显微镜（SEM）用于观察样品的微观形貌。电性能测试使用介电测试仪和电流—电压特性测试系统。
3.结果与讨论
3.1XRD分析
通过XRD测试，我们可以确定样品的晶体结构和晶格常数。结果显示，随着钇掺杂浓度的增加，样品的晶体结构没有明显变化，但晶格常数略有增加。这表明钇与钛酸锶钡形成了固溶体。
3.2SEM观察
SEM观察结果显示，随着钇掺杂浓度的增加，样品的晶粒尺寸明显增大。这可能是由于钇的掺杂使得晶界能量降低，有利于晶粒长大。
3.3电性能测试
通过介电测试仪和电流-电压特性测试系统对样品的电性能进行测试。结果显示，钇掺杂可以显著提高SSBT样品的介电常数。随着钇掺杂浓度的增加，介电常数逐渐增加。同时，钇掺杂也能够降低SSBT样品的介电损耗和漏电流密度。
4.结论
本研究通过对钇掺杂钛酸锶钡高介电陶瓷的制备和测试，得出以下结论：
1）钇掺杂可以提高钛酸锶钡高介电陶瓷的介电常数；
2）钇掺杂可以减小钛酸锶钡高介电陶瓷的介电损耗和漏电流密度。
这些发现为进一步开发新型高性能电介质材料提供了重要的理论基础。值得进一步研究的是，探索不同掺杂浓度下钇对于SSBT电性能的具体影响机制。
参考文献：
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