两步烧结法对钛酸锶钡陶瓷调谐及击穿性能的影响

冉东升; 刘文凤; 赵毅; 梁岩; 李盛涛

西安交通大学学报 ›› 2025, Vol. 59 ›› Issue (10) : 180 -188.

冉东升, 刘文凤, 赵毅, 梁岩, 李盛涛

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摘要

为了满足新一代电子调谐器件对高介电调谐性能、优温度稳定性与强击穿性能的迫切需求，用钛酸锶钡（BST）作为基体，复合掺杂La、Mn,制备(Ba_0.675Sr_0.325)_1-xLa_xTi_1-xMn_xO₃,其中La、Mn摩尔比分别为0.25%、0.5%、0.75%和1.0%,实现兼具高介电可调度与低介电损耗。采用两步烧结法，通过优化烧结参数获得了粒径分布更均匀、微观结构更细密的陶瓷试样。实验结果表明：相较于传统的固相烧结法，采用两步烧结法制备的BST陶瓷具有更小且更均匀的晶粒尺寸和更高的致密度；在介电调谐性能方面，当La/Mn摩尔比均为0.5%时，采用两步烧结法制备的BST陶瓷具有72.7%的介电可调度、0.001 1的介电损耗，计算的优值因子为661,达到最高值，相较于固相烧结法的473提升了近40%,介电可调度在温度-10～60℃范围内的相对标准偏差为0.29,相较于固相烧结法，降低了约20%;击穿场强从118.06 kV/cm升至140.19 kV/cm,提高了18.7%。两步烧结法协同提升了BST陶瓷的优值因子与击穿场强，满足了新一代电子调谐器件对温度稳定性的新需求，使BST材料在电子调谐器件领域更具发展潜力。