论文摘要
由于具有巨介电常数（高达104）、良好的温度稳定性（在100-600K间介电常数基本不变）以及很好的非线性特性,CaCu3Ti4O12 （CCTO）在高密度存储器、高能量电容器、压敏电阻等方面具有重要的应用前景。因此,CCTO材料得到了广泛的研究。但是CCTO存在介电损耗偏高、强烈的工艺敏感性,而且其介电机理尚存争议。值得关注的是,CCTO是一种n型半导体,有望在敏感性方面获得应用。为了拓展CCTO的应用领域,并进一步揭示CCTO基材料的非本征介电性能,本论文采用不同烧结工艺、淀粉造孔法、冷冻法等制备多孔CCTO陶瓷,研究其物相、显微结构、介电性能以及压敏性能,进一步探讨其介电机理。采用不同烧结工艺制备了多孔CCTO陶瓷,研究了烧结工艺对CCTO陶瓷相组成、显微结构、介电性能以及压敏性能的影响。当烧结温度低于1050℃时,CCTO陶瓷的气孔率在40%左右；当烧结温度在1100℃-1150℃时,气孔率处于10%-20%之间。随着烧结温度的提高,介电常数和介电损耗均增大。当烧结温度达到1100℃时,多孔CCTO陶瓷呈现良好的压敏特性,击穿电场为2.02kV/cm。不同温度预烧（950℃、1050℃、1100℃）的CCTO陶瓷粉末中加入不同含量（0%、5%、10%）的淀粉,然后采用低温（800℃-950℃）烧结的方法制备多孔CCTO陶瓷,并研究了其结构、介电性能和压敏性能。研究发现,随着淀粉含量的增加,气孔率明显提高。未加淀粉的样品气孔率在30-40%之间,添加5%淀粉的CCTO陶瓷气孔率提高到40-49%,而含10%淀粉的样品气孔率显著提高到60%左右。随着烧结温度的提高,气孔率有所降低。电阻率随着淀粉的加入而增大,介电常数随着预烧温度和烧结温度的提高而增大,而随着淀粉含量增加而降低；但是压敏性能不明显。CCTO预烧陶瓷粉末中加入不同量的PVA溶液,然后采用冷冻法制备了多孔CCTO陶瓷。陶瓷气孔率高达70%,并且介电性能良好：1kHz时,介电常数最高达990,且具有很好的温度稳定性。1065℃以上烧结的多孔CCTO陶瓷具有良好的压敏特性。