钛酸钡是典型的钙钛矿结构化合物,Ba Ti O₃与Zr O₂所组成的稳定的固溶体,此固溶体称为锆钛酸钡(BZT)。BZT是运用最广泛的弛豫铁电陶瓷,具有居里温度可调、介电非线性强、介电常数高等特点,这些优点使研究者对其产生了极大的兴趣,研究者对锆钛酸钡陶瓷材料的性能进行改进研究。国内外主要采用以下两种手段:一种是改进制备工艺;另一种是掺杂,即掺杂某种离子进行取代。本文主要采用不同烧结工艺制备了三种体系的锡锌元素掺杂的Ba Zr_0.35Ti_0.65O₃陶瓷,表征了陶瓷样品的烧结特性、变温介电谱、晶格结构和表面形貌,分析了锡、锌元素掺杂对Ba Zr_0.35Ti_0.65O₃陶瓷介电性能产生影响的可能原因,研究了锌锡两种元素对Ba Zr_0.35Ti_0.65O₃陶瓷介电性能的可调性,主要结论如下:(1)以不同的烧结温度(1300℃~1550℃)制备不同比例掺杂(1-x)Ba Zr_0.35Ti_0.65O₃+x Zn O(x=0.02、0.04、0.06、0.08)系列陶瓷,在烧结温度大于1400℃时,陶瓷样品当x=0.06在本文所研究的范围内密度最大,密度为7 g/cm~3,在1500℃均具有较好的烧结特性。Zn²⁺进入Ba Ti O₃晶格中形成钙钛矿型固溶体室温下为立方相。随烧结温度的增加晶粒尺寸变大,当烧结温度为1500℃时,x=0.06时晶粒逐渐减小并在晶界上形成了小晶粒,表明Zn O对陶瓷晶粒有细化作用,使陶瓷样品更致密。系列陶瓷在变温介电谱图谱中均存在介电弛豫特征,在烧结温度为1300℃时,随掺杂量的增加T_m而降低,介电常数实部峰值逐渐增大;在烧结温度为1400℃时,随掺杂量的增加T_m而升高,介电常数实部峰值大体成减小趋势在掺杂量为0.04时,介电常数实部峰值有所增大;在烧结温度为1500℃和1550℃时,T_m呈波动趋势,可能由于烧结温度过高导致晶格畸变造成,Zn²⁺替换B位的Ti⁴⁺产生氧空位造成缺陷,造成了介电峰值的变化和峰位的移动。(2)以不同的烧结温度(1300℃~1500℃)制备不同比例掺杂(1-x)Ba Zr_0.35Ti_0.65O₃+x Sn O₂(x=0.02、0.04、0.06、0.08)系列陶瓷,烧结温度为1500℃时,样品的密度随掺杂量的增加而增大,可见在低于1500℃时掺杂Sn O₂不能提高样品密度。不同烧结温度下Sn⁴⁺进入Ba Ti O₃晶格内部并与之形成ABO₃钙钛矿型固溶体,随掺杂量的变化从四方相转变为立方相,随掺杂量的增加晶面间距随之增大。烧结温度为1300℃时,晶粒生长不完全,样品表面有大量气孔,当温度增加到1300℃以上陶瓷样品都具有致密的微观结构,晶界清晰,且气孔率非常低。变温介电谱中均体现出弥散相变和频率色散关系,弥散系数均大于1.6,该系列陶瓷具有介电弛豫的特征,随Sn O₂的增加特征温度(T_m)向低温方向移动,并且随着掺杂量的增加介电常数的峰值(ε_m)有明显的降低。(3)以不同的烧结温度(1300℃~1500℃)制备不同比例掺杂(1-x)Ba Zr_0.35Ti_0.65O₃+x Zn₂Sn O₄(x=0.02、0.04、0.06、0.08)系列陶瓷,系列陶瓷的密度大于5.5g/cm~3,在烧结温度为1350℃时可以制备出密度相对较好的陶瓷样品。Zn²⁺和Sn⁴⁺离子进入Ba Zr_0.35Ti_0.65O₃晶格内部并与之形成固溶体,并且产生了A、B位的替换,四方相的特征峰减弱。在烧结温度为1350℃时,晶粒未完全长大,在烧结温度为1400℃时,晶粒轮廓清晰,随着掺杂量的增加晶粒长大不显著,当x=0.06时,晶界之间产生液相有助于晶粒生长从而提高密度,当x=0.08时,晶粒之间无空隙,晶粒生长比较完全;当烧结温度为1450℃时,随着掺杂量的增加,晶粒尺寸减小,当x=0.08时,晶粒产生了畸变,晶界变模糊;在烧结温度为1500℃时,由于温度过高导致晶粒长大异常,当x=0.08时,晶粒产生了畸变,晶界变模糊,晶粒尺寸有所减小,表明Zn₂Sn O₄能够在一定程度上控制晶界的移动,来抑制晶粒的异常长大。该系列陶瓷均产生了介电弛豫的特征,介电常数的峰值(ε_m)和特征温度(T_m)随Zn₂Sn O₄的增加均减小。