多成分酸化ガラスから結晶化したバリウムチタネートベースのガラス陶器:相組成と微細構造

科学分野:

• 材料科学
• 固体化学
• 介電材料

背景:

• 電子機器やセンサ機器における高度な介電材料の需要が増加しています.
• 電子部品に合わせた新型のガラス・セラミクスの必要性

研究 の 目的:

• Na2O/Al2O3/BaO/ZrO2/TiO2/B2O3/SiO2システムの新型介電ガラスセラミクスを合成し,特徴づけること.
• 結晶化と微細構造に対する制御された熱処理の効果を調査する.
• 潜在的電子アプリケーションのための介電性能を評価する.

主な方法:

• ガラスの合成のための融解技術.
• ガラス・セラミックに結晶化するための制御された熱処理.
• 段階識別のためのX線微分法 (XRD).
• 微細構造分析のためのスキャニング電子顕微鏡 (SEM).
• 容量分析のためのマイクロコンピュータX線トモグラフィー (μCT).
• 介電特性評価のための阻力スペクトロスコーピー.

主要な成果:

• Ba2TiSi2O8 (フレスノイト) とBaTiO3 (おそらくBaZrxTi1-xO3の固体溶液) を含んだガラス陶器の合成に成功した.
• 密度の高い枝状の結晶構造で特徴づけられる微細構造.
• 結晶化量分数と平均サイズは,凝固時間が長くなると増加します.
• 介電特性には,10 kHzで高介電定数 (≥100) と中程度の損失関数で絶縁性がある.

結論:

• 合成されたガラス・セラミックは,電子アプリケーションに望ましい介電性を持っています.
• 熱処理パラメータは,微細構造と介電性能に大きな影響を与えます.
• これらの材料は,電子機器の高度な介電部品として有望です.