Fe基复合钙钛矿陶瓷巨介电效应的微结构敏感性

本项目拟研究A(Fe0.5B0.5)O3（A=Ba, Sr; B=Nb, Ta）复合钙钛矿陶瓷的微结构敏感性、介电弛豫及其巨介电效应。通过系统研究不同A/B位离子置换及制备条件对A(Fe0.5B0.5)O3陶瓷微结构特征的影响规律并结合介电性能的变化规律，掌握复合钙钛矿陶瓷巨介电效应与微结构间的内在关系，揭示A(Fe0.5B0.5)O3陶瓷巨介电效应的结构根源及物理本质。同时寻求影响巨介电效应各因素的协调与控制，探索该类材料结构调控与改善介电性能尤其是低损耗化的有效途径，为该类巨介电常数陶瓷的实用化奠定基础，并为丰富电介质理论做出积极贡献。本项目研究的材料在巨介电常数陶瓷领域具有巨大的潜在应用前景，相关工作的开展具有十分重要的理论与实际意义，对其它巨介电常数材料及器件的研究与发展也有很大的促进作用。

本项目通过系统研究Ba(Fe0.5Nb0.5)O3复合钙钛矿陶瓷制备条件对其微结构特征的影响规律并结合介电性能的变化规律，揭示了其介电常数的增加源于平均晶粒尺寸与晶界厚度比值（tg/tgb）的增大，巨介电常数的外部起源与微结构有关；通过调控烧结气氛中氧浓度，系统研究烧结气氛中氧浓度对其介电性能的影响，进一步阐明了 Sr(Fe0.5Nb0.5)O3陶瓷的微观结构是由半导的晶粒和绝缘的晶界构成，其微观电阻的差异源于氧空位的浓度差；通过不同A/B位离子置换，研究复合钙钛矿陶瓷巨介电效应与微结构间的内在关系，阐明了类弛豫铁电行为与位移型弛豫铁电体及弥散铁电体的异同；通过玻璃添加Ba(Fe0.5Nb0.5)O3陶瓷，降低了其烧结温度，同时使其室温击穿场强达到28.19 kV/mm；探索了Al2O3@A(Fe0.5B0.5)O3核-壳结构陶瓷的制备和介电性能，为进一步调控该类陶瓷的介电弛豫及其巨介电效应奠定基础。