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以典型的钙钛矿型(ABO3型)结构的BaTiO3为代表的铁电材料具有较高的介电常数,是制造铁电陶瓷电容器的基础材料,也是目前国内外应用最广泛的电子陶瓷材料之一。在介电层厚度确定的情况下,材料的介电常数越高,电容器的比电容越大,越易于实现器件的小型化。许多研究结果表明,掺杂可以改善BaTiO3陶瓷的介电性能从而更有利于储能电容器应用。本文采用传统的高温固相法制备了以钛酸钡为基质材料的一系列钛酸钡基陶瓷样品,并重点研究了其介电性能、阻抗、I-V特性以及铁电性能。 通过使用X衍射仪对样品进行物相分析,我们发现Ba(Ti1-xSnx)O3(BTS)陶瓷在室温下呈现出四方相。在高温区域,各个样品都出现了介电弛豫现象,而该现象随着锡含量的增加而愈发地明显。通过对样品阻抗的分析,我们发现随着锡含量的增加,晶粒对微观电阻的贡献越发明显。通过应用Arrhenius定律对BTS陶瓷的弛豫活化能和电导活化能进行计算,我们认为BTS陶瓷的弛豫过程主要以偶极子传导为主,而弛豫现象则是氧空位导致的离子短程跳跃引起的,传导的主要载流子类型是远距离运动的二价氧空位。通过对电滞回线的分析得出,Ba(Ti0.99Sn0.01)O3陶瓷的储能密度密度最大,达到了0.108J,BT的能量效率最高,达到了55.1%。通过对电卡效应的分析计算,我们得到,Ba(Ti0.98Sn0.02)O3陶瓷ΔS、ΔT的值随电场的增加而变大,最大的ΔS值可以达到0.6459J·K-1·Kg-1,最大的ΔT值可以达到0.5983K,并且最大的ΔT对应的温度高于相变温度。但是电卡强度ΔT/ΔE并没有呈现这样的规律,在20kV/cm电场下时它的最大电卡强度最大,达到了2.077×10-7K·m·V-1。 通过对不同频率下的x(Bi0.5Na0.5)TiO3-(1?x)Ba(Ti0.9Sn0.1)O3(BNT-BTS)样品的介电常数和介电损耗随温度变化的测试,我们观察到了介电弥散现象,并且使用改进了的居里-外斯定律对其进行了分析。分析的结果表明,所有BNT-BTS陶瓷样品都有不同程度的弥散,并且弥散程度随着BNT含量的增加而越发显著。通过对介温谱的观察,我们还发现在高温(700K以上)区域出现了第二个异常的弥散行为(高温介电弛豫)。为了解释其机理,我们使用阻抗谱对其进行了分析。分析后我们得出,在BNT-BTS陶瓷高温出现的弛豫行为是一种偶极传导过程,与氧空位有关。 对Ba1-xSrxTi0.95Sn0.05O3(BSTS)陶瓷的结构进行了研究,研究表明,BSTS陶瓷的峰(112)/(211)随着Sr2+含量的增加向着低角度方向移动,这可能跟锶离子的半径小于钡离子半径有关。BSTS陶瓷样品在相变温度附近呈现一个尖锐的介电峰,在这个峰位附近, BSTS陶瓷样品的介电常数随频率发生了很大的改变,并且随着频率的增大而减小,表现出显著地弥散性。随着掺锶的含量的增加,相变温度逐渐向低温方向移动,并且介电常数越来越大。BSTS陶瓷的漏电流随着掺锶的量的增加而越来越小。在施加正向电压时出现了负微分电阻效应。