The dielectric properties and microstructure of BaTiO3 ceramics with ZnO–Nb2O5 composite addition

Yan, Yan; Ning, Chao; Jin, Zongzi; Qin, Haoran; Luo, Wenting; Liu, Gang

doi:10.1016/j.jallcom.2015.05.260

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“…Relatively low dielectric permittivity can be attributed to the low achieved density, the presence of open porosity, inhomogeneous morphology and non-uniform grains distribution. Furthermore, the presence of secondary phases can be responsible for a decrease in dielectric constant [47].…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Structure and properties of nanocrystalline tetragonal BaTiO3 prepared by combustion solid state synthesis

et al. 2020

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Barium titanate (BaTiO3) attracts high scientific and technological attention due to good dielectric and electromechanical properties. Although BaTiO3 is one of the most frequently investigated ferroelectric materials, the need for finding new and/or improved synthesis methods of this material still exists. In this paper, a novel, mild synthesis route for producing tetragonal BaTiO3 from barium nitrate and Ti-oxalate precursor is presented. Morphology of the prepared and subsequently sintered BaTiO3 was determined by SEM. Particle size distribution of the as prepared powder was monitored by the laser diffraction. The phase composition, structure and lattice dynamics were investigated by XRD and Raman spectroscopy. Finally, dielectric parameters were determined in the temperature range from 30 to 180?C, and within a variety of frequencies. Curie temperature was detected at 130?C.

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Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Structure and properties of nanocrystalline tetragonal BaTiO3 prepared by combustion solid state synthesis

et al. 2020

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“…降低到 1604(BTZN6), tanδ 从 0.013(BTZN1)减小到 0.006(BTZN6), 10 MHz 下所有样品 tanδ <0.05, 这是由于 ZN 的 ε r 和 tanδ 都远远低于 BT [36] 。所有 BTZN 陶瓷 ε r 随频率升高逐渐降低, 是由于不同极化机制响应频率不同造成的。低频下电子位移极化、离子位移极化和偶极子取向极化等各种机制都对 ε r 有贡献, 高频时只有电子位移极化和离子位移极化机制 [35] [38]…”

Section: Btzn 陶瓷的介电性能unclassified

“…为了提高 BT 基陶瓷 BDS, 许多研究人员在 BT 基或 BT-Bi 基陶瓷中添加玻璃来提高致密度, 同时达到降低烧结温度的效果。 Wang 等 [30] 在 BT 陶瓷中添加 BaO-SrO-TiO 2 -Al 2 O 3 -SiO 2 -BaF 2 玻璃, 当玻璃添加量为 7wt%, BDS 提高到 94.6 kV/cm, 获得 0.32 J/cm 3 的 W rec 。Wang 等 [31] 在 Ba 0.4 Sr 0.6 TiO 3 陶瓷中添加 BaO-B 2 O 3 -SiO 2 -Na 2 CO 3 -K 2 CO 3 玻璃, BDS 提高到 280.5 kV/cm, 获得 0.72 J/cm 3 的 W rec 。 Yang 等 [32] 在 Ba 0. 4 [36] 是一种典型低温烧结微波介质陶瓷。 Wang 等 [37] 用固相法合成 BaTiO 3 -ZnNb 2 O 6 (BT-ZN) 陶瓷, 结果表明添加 ZN 显著降低 BT 陶瓷烧结温度。Yan 等 [38] 和 Yang 等 [39] [3] , 而 ZN 陶瓷烧结温度仅有 1150 ℃ [36] , 说明添加 ZN 有效降低了 BTZN 陶瓷烧结温度。而最佳烧结温度下 BTZN 陶瓷密度随 ZN 含量增加从 5.808 g/cm 3 (BTZN1)降低到 5.701 g/cm 3 (BTZN6), 主要由于 ZN 陶瓷的理论密度(5.645 g/cm 3 ) 比 BT 陶瓷(6.018 g/cm 3 )低 [37]…”

unclassified

Dielectric and Energy Storage Property of BaTiO3-ZnNb2O6 Ceramics

Wang¹,

Wang²,

Yang³

et al. 2019

Journal of Inorganic Materials

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BaTiO 3-xZnNb 2 O 6 (x=0.5mol%, 1mol%, 1.5mol%, 2mol%, 3mol%, 4mol%) (简称 BTZN) 陶瓷, 研究了 BTZN 陶瓷的烧结温度、结构、介电性能和铁电性能。BTZN 陶瓷烧结温度随着 ZnNb 2 O 6 含量增加逐渐降低。XRD 结果表明当 ZnNb 2 O 6 含量达到 3mol%时出现第二相 Ba 2 Ti 5 O 12 。介电测试结果表明随 ZnNb 2 O 6 含量的增加, BTZN 陶瓷介电常数逐渐减小, 而介电常数的频率稳定性逐渐增强。介电温谱表明所有 BTZN 陶瓷均符合 X8R 电容器标准。BTZN 陶瓷的极化强度值随着 ZnNb 2 O 6 含量的增加逐渐降低。当 x=4mol%时, BTZN 陶瓷获得 240 kV/cm 的击穿电场和 1.22 J/cm 3 的可释放能量密度。

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“…(Hu et al, 2011.;Ertuğ, 2013). Possui constante dielétrica relativamente alta (Yan et al, 2015), em temperatura ambiente no seu estado de pureza, em torno de 1.500 a 2.000 e resistividade na ordem de grandeza de até 10 10 .cm, aproximadamente (Mahbub et al, 2013) . Quando dopado com óxidos metálicos a sua constante dielétrica tende a se elevar em ordens de 10³ a 10 5 (Luoa et al, 2018) e a sua resistividade elétrica tende a diminuir para ordens entre 10 e 10 4 .cm, podendo, desta forma, exercer características de material semicondutor (Cheng, 1989;Pu et al, 2005;Gheno et al, 2007) Óxidos da família perovskita são amplamente utilizados na indústria de eletrocerâmicos, eletroeletrônicos, eletromecânicos e eletro-ópticos (Al-Shakarchi, 2010;López-Joárez et al, 2011;Asimalopoulos et al, 2014).…”

Section: Introductionunclassified

MEDIDAS ELÉTRICAS E DIELÉTRICAS EM CERÂMICAS DE BaTIO3 DOPADAS COM SIO2 E Nb2O5

Sales¹,

Carvalho²

2019

HOLOS

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O presente trabalho apresenta medidas de resistividade elétrica e constante dielétrica em função da temperatura, realizadas em compostos cerâmicos de titanato de bário (BaTiO3) dopados com óxido de silício (SiO2) e óxido de nióbio (Nb2O5). Na realização das medidas elétricas foi utilizado um medidor de capacitância, indutância e resistência (LCR) acoplado a um forno mufla. As amostras de BaTiO3 foram dopadas e misturadas com percentuais diferentes de Nb2O5 e SiO2, em um moinho de bolas tipo planetário e sinterizadas a 1.350 0C no ar. Após a sinterização, foram realizadas nas amostras medidas experimentais de resistência elétrica e capacitância elétrica para a determinação da resistividade elétrica e constante dielétrica, respectivamente, em um intervalo de temperatura de 30 a 200 °C. As amostras com melhores resultados foram submetidas às técnicas de difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e Espectrometria Dispersiva de Raios X (EDS) para verificação de possíveis correlações entre a morfologia dos grãos e suas propriedades elétricas e dielétricas. Os resultados mostraram que a adição dos óxidos de silício e nióbio podem afetar sensivelmente as propriedades elétricas e dielétricas do BaTiO3, tornando-o um bom semicondutor e um excelente dielétrico, exibindo valores para a resistividade elétrica da ordem de 103 a 105 e constante dielétrica da ordem de 104 a 105. Com o a variação da temperatura, as amostras dopadas com 0,5 mol % de SiO2 e 0,75 mol % de Nb2O5 apresentaram comportamento semicondutor, com valores de resistividade da ordem de 103 (Ω.cm), e também um comportamento dielétrico colossal, com valores de constante dielétrica da ordem de 105, em temperatura ambiente. As medidas de MEV e EDS revelaram que tais comportamentos na resistividade elétrica e na constante dielétrica estão diretamente associados à redução do tamanho do grão matriz.

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The dielectric properties and microstructure of BaTiO3 ceramics with ZnO–Nb2O5 composite addition

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Structure and properties of nanocrystalline tetragonal BaTiO3 prepared by combustion solid state synthesis

Structure and properties of nanocrystalline tetragonal BaTiO3 prepared by combustion solid state synthesis

Dielectric and Energy Storage Property of BaTiO3-ZnNb2O6 Ceramics

MEDIDAS ELÉTRICAS E DIELÉTRICAS EM CERÂMICAS DE BaTIO3 DOPADAS COM SIO2 E Nb2O5

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