Al2O3 掺杂对Ba4Sm9.33Ti18O54 陶瓷显微结构和介电性能的影响

采用固相反应法制备了Ba4Sm9.33Ti18O54 (简称BST)？xwt%Al2O3 (x=0~1.5)微波介质陶瓷. 研究了掺杂Al2O3对BST 陶瓷的显微结构和介电性能的影响. 扫描电镜和能谱分析结果显示: 未掺杂的BST 陶瓷中有少量Sm2Ti2O7相, 随着增加Al2O3 掺入量, Sm2Ti2O7 相消失, BST 陶瓷中先后产生了BaTi4O9 (x≥0.6) 和BaAl2Ti5O14 (x≥1.0) 两种新相. 介电性能测试结果表明Sm2Ti2O7 相的消失以及少量BaTi4O9 相的形成, 能显著提高BST 陶瓷的Qf 值, 但会降低陶瓷的介电常数. 当Al2O3 的掺入量从0.6wt%增加到1.0wt%时, BaTi4O9 相的量逐渐增加, 引起BST 陶瓷的Qf 值略微下降. BaAl2Ti5O14 相的产生会同时降低BST 陶瓷的介电常数和Qf 值. 掺入0.6wt% Al2O3 的BST 陶瓷在1340℃烧结3 h 后具有最佳的介电性能: er=74.7, Qf =10980 GHz, τf =–11.8×10-6/℃.