CaCu3Ti4O12陶瓷淬火態微結構與介電性能研究

宋 江，成鵬飛，武康寧，賈 然

（1.西安工程大學理學院，西安710048；2.西安交通大學電力設備電氣絕緣國家重點實驗室，西安710049）

CaCu3Ti4O12陶瓷淬火態微結構與介電性能研究

宋 江1，成鵬飛1，武康寧2，賈 然2

（1.西安工程大學理學院，西安710048；2.西安交通大學電力設備電氣絕緣國家重點實驗室，西安710049）

采用傳統的電子陶瓷工藝制備了CaCu3Ti4O12（以下簡稱CCTO）陶瓷，主要研究了1 100℃空氣氣氛下淬火對CCTO介電性能的影響。SEM和XRD研究表明，淬火并未改變CCTO陶瓷的晶粒尺寸大小，但會增加陶瓷表面CuO的析出。介電譜測試發現，經過淬火的CCTO陶瓷在低頻下的介電常數和介電損耗均明顯增大，而高頻介電常數和介電損耗幾乎不變。阻抗譜分析進一步表明，淬火后試樣的晶界電阻顯著降低，可能是晶界氧化相對不足，晶界界面態密度下降，導致耗盡層厚度減小，于是低頻介電常數和介電損耗同時增大；由于氧化主要發生在晶界，晶粒點缺陷濃度幾乎不受影響，因此晶粒尺寸和晶粒電阻幾乎不隨淬火而變化。

CCTO；淬火；阻抗譜；點缺陷

0 引言

CCTO陶瓷具有非常優異的介電性能，室溫下低于1 MHz的頻率范圍內CCTO的介電常數可達到104以上，而且在100 K～600 K的溫度范圍內介電常數幾乎不發生變化，因此最有希望替代鐵電材料的就是CCTO陶瓷。然而當溫度下降至100 K以下時，CCTO的介電常數會突然下降至100左右，并且沒有任何相變發生[1-2]。對于CCTO陶瓷，目前存在的問題是CCTO陶瓷的介電損耗過高而限制了它產業化進程。要實現介電性能的調控，就必須弄清楚CCTO的極化機制。……