尖晶石型CuAl 2 O 4 掺杂对CaCu 3 Ti 4 O 12 陶瓷介电性能的影响

研究了尖晶石型CuAl 2 O 4 掺杂对CaCu 3 Ti 4 O 12 陶瓷显微结构、介电性能以及松弛特征和缺陷结构的影响。在频率为10 -1 ~10 7 Hz、温度为153~453 K的条件下测量了样品的介电性能。研究表明, 适量添加CuAl 2 O 4 , 使样品晶粒尺寸减小并趋于均匀, 击穿场强从CaCu 3 Ti 4 O 12 陶瓷样品的3.0 kV/cm提高到13.0 kV/cm, 低频介电损耗减小。介电松弛中的高频松弛过程起源于晶粒本征缺陷的电子松弛过程, 其活化能~0.10 eV基本不变; 随着CuAl 2 O 4 含量增加, 与界面相关的松弛活化能从0.50 eV减小到0.22 eV, 可能与CuAl 2 O 4 在样品中引入杂质及更复杂的界面有关; 电导活化能从0.66 eV增至0.86 eV, 归因于CuAl 2 O 4 第二相抑制了晶界处的载流子跳跃, 提高了Schottky势垒高度。CuAl 2 O 4 掺杂量大于100mol%, 过量CuAl 2 O 4 会导致样品晶界势垒崩塌, 样品失去非欧姆特性和巨介电性能。