1. 研究目的与意义（文献综述）

随着高能量密度技术及应用的发展，对高储能密度，高击穿强度的储能器件研究越来越得到研究人员的重视。与其他电能存储器件相比，陶瓷电容器具有高介电常数、高功率密度及良好的温度稳定性；其主要缺点为击穿场强较低，从而导致其储能密度较低，因此提高陶瓷电容器的储能密度成为研究人员的研究方向。随着环境保护的呼声越来越高，传统的pzt(pbzr_xti_1-xo₃)基陶瓷虽然具有优异的铁电性能，容易制备出具有较高的介电性能和较低烧结温度的体系，但pzt体系中含有大量的铅，其制造和使用已经被限制，而batio₃是一种具有优异电学性能的无铅陶瓷材料，具有高的介电常数和低的介电损耗，是制备陶瓷电容器的理想材料。同时，batio₃介电陶瓷也存在一些不足，比如batio₃陶瓷的工作温区比较窄，居里点不高，在室温附近存在着相变，而且温度稳定性较差，batio₃陶瓷一般需要高温烧成，且烧结存在一定的难度，因此batio₃陶瓷很难直接取代铅基陶瓷，所以通过掺杂改性制备具有高击穿强度及高储能密度的batio₃电容器具有重要的科学意义和应用价值。

bo xiong等研究了(1-x)bi(mg_1/2ti_1/2)o₃-x batio₃钙钛矿固溶体，研究发现该体系随bmt(bi(mg_1/2ti_1/2)o₃)含量的增加，烧结温度下降，当bmt含量达到7mol%时，已经到了形成固溶体的极限，bmt含量在4mol%附近时，在室温下，晶体结构有四方相向立方相转变。并通过nb₂o₅掺杂获得了满足x8r特性的宽温高稳定性的介电陶瓷。

xin shu等研究了(1-x)bi(zn_1/2ti_1/2)o₃-xbatio₃（bzt-bt）钙钛矿固溶体，研究发现bzt的加入使得bzt-bt陶瓷表现出明显的频率色散和弥散相变，具有较强的弛豫特性，但铁电性随着bzt的增加而减弱。并通过nb₂o₅对bzt-bt最优组分的掺杂研究发现，由于ba原料的引入方式的不同致使其显微结构及介电性能差异较大，并且由于nb⁵ ，co³ 掺杂的协同作用，比单独掺杂nb₂o₅所得到的陶瓷介电性能更好。

narit triamnak等人研究了xbzt-(1-x)bt体系，研究发现当x=0.08时，晶体结构由四方相转变为赝立方相，且由于bi³ 在a位取代和zn² 在b位取代的发生使ti⁴ 的移动受到限制，使其自发极化能力减弱出现明显的弛豫特性。

2. 研究的基本内容与方案

研究的基本内容：

（1）采用溶胶-凝胶法制备纯度高、均匀性好、粒径小的xbi(zn_0.5zr_0.5)o₃-(1-x)batio₃（bzz-bt）粉体，研究不同烧结温度对bzz-bt的体积密度、物相组成、显微形貌等性质的影响，测定不同组分最优烧结温度下的介电性能和储能性能。

（2）用nb₂o₅掺杂bzz-bt体系，研究不同掺杂量对体系烧结特性、物相结构、显微结构、介电性能、弛豫特性以及铁电性能的影响。

研究的目标：

3. 研究计划与安排

1.第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，确定方案，完成开题报告；

2.第4－7周：采用溶胶-凝胶法制备不同组分的xbzz-(1-x)bt，确定最佳的烧结温度和最优的组分，研究其物相结构、显微结构、介电性能、储能密度；并确定最佳bi(zn_0.5zr_0.5)o₃含量（即x值）；

3.第8-15周：在确定最佳bi(zn_0.5zr_0.5)o₃含量基础上，向bzz-bt中掺杂nb₂o₅，研究其介电性能和储能密度，以达到优化其性能的目的；

4.第16－18周：撰写并修改毕业论文；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 曲远方.功能陶瓷的物理性能[m].北京:化学工业出版社,2006.

[2] 关振铎,张中太,焦金生.无机材料物理性能[m].北京：清华大学出版社，2004.

[3] 舒鑫. 宽温稳定型bi(zn_1/2ti_1/2)o₃-batio₃介电陶瓷的制备与改性研究[d]. 武汉理工大学, 2013

[4] 辛成荣. 稀土掺杂batio₃介电陶瓷的溶胶—凝胶法制备及其性能研究[d]. 浙江大学, 2013