1为了得到介电性能更优异的陶瓷电容器材料，本文选择PMN-PT-BT（即Pb（Mg1/3Nb2/3）O3-PbTiO3-BaTiO3）三元系统，并对其掺杂改性。PMN-PT-BT系统的选择依据：PT是已知的居里点移动剂；BT在PMN中是一种很好的钙钛矿结构稳定剂。
2实验
2.1试样制备
本文采用SwartZ和Shrout提出的二次预合成法，合成PMN-PT-BT体系，其依据是：用传统氧化物混合法制备，常常伴有恶化介电性能的焦绿石相产生，无法制得纯钙钛矿相结构的PMN-PT-BT陶瓷，而采用二次预合成法可以有效的抑制焦绿石相的产生。在改变PT和BT用量上的最初研究显示0.9875[0.910PMN0.090PT]0.0125BT在整个系列中具有最好的介电特性。
钙钛矿相结构的PMN-PT-BT陶瓷，而采用二次预合成法可以有效的抑制焦绿石相的产生。在改变PT和BT用量上的，预合成MgNb2O6，再加入PbO、TiO2、BaCO3、掺杂物（各物质按照0.9875[0.910PMN0.090PT]0.0125BT进行化学配比，掺杂物另算），在800下保温3h，生成PMN-PT-BT体系，经球磨烘干后，均匀的加入10PVA作为粘合剂，以15MPa的压力压制成直径为17mm，厚度约为3mm的坯体，以300/h的速度升温，烧结温度为11001250，保温22.5h.测试前表面抛光，上银电极（电极烧渗温度550）。
2.2性能测试用TH2613A型电容在1kHz下高压陶瓷密封环电容器材料的电容量C，然后根据r=14.4Ch/d2（h为陶瓷片的厚度，d为直径）求出其介电常数r，并测量了介电常数r随温度的变化情况。介质损耗tg用TH2613A型电容测量仪直接测定。耐压Eb=击穿电压V（kV）/陶瓷片厚度h（mm），电压源用CH型（量程10kV）、CH（量程20kV）型直流高压源。
3结果与分析
3.1添加MgO和SrTiO3对介电常数的影响烧结前在PMN-PT-BT系统中添加MgO，可以彻底的改善钙钛矿结构的形成，因为Mg2 游离在体系中，可以使焦绿石相转变成钙钛矿结构。随着MgO含量的增加，使PMN-PT-BT瓷体的居里峰宽化，向低温方向移动，弥散性增强，并且曲线越来越平滑，介电常数温度稳定性提高，是由于MgO的加入可以更好的改变瓷体钙钛矿结构，但是介电常数降低。
这时候瓷体的烧结温度较高，在1250左右才能成瓷。为了使介电常数不至于过小，且具有较高的耐压强度，故先添加10wt的MgO，再添加一定量的SrTiO3，得到如图的介温曲线。
SrTiO3的加入更加明显地展宽了居里峰，并向低温方向移动，弥散程度大大增加，介温稳定性大幅度提高。加入7wt的SrTiO3，已经趋近直线了。
相对Pb（Mg1/3Nb2/3）O3的居里温度TC=12，SrTiO3的居里温度TC=250，在常温下为顺电相，将其掺入到系统中，可以增加系统非铁电相的比率，这样就可以使系统的相变扩张更加明显，弥散程度增加，将介电峰进一步的压平，降低了C/C值。当加入3wtSrTiO3时，曲线就比较平滑了，温度稳定性较好，其C/C（30 80）15.但介电常数显著降低。当加入7wt的SrTiO3时，介温曲线几乎成一条直线，但常温下介电常数却不到2000.此外，加入SrTiO3后，可以降低烧结温度，在1100以下就可以成瓷。
3.2添加MgO和SrTiO3对耐压能力的影响样品置于三甲基硅油中测试的瓷体击穿场强变化曲线，均在常温下测试（25左右）。影响样本击穿因素是多方面的，工艺的影响很直接，下述测试均是在相同工艺条件及环境下进行的。可以看出，随着MgO含量的增加，瓷体的击穿电压出现先升高后降低的变化趋势，峰值所对应的MgO含量为12.5wt，峰值处的击穿场强大约为5900V/mm.向添加有10wtMgO的体系中添加SrTiO3，得到瓷体击穿场强的变化曲线。
在添加10wt的MgO后，再添加一定量的SrTiO3，击穿场强在4600V/mm3含量的变化曲线4700V/mm间波动。而只添加10wt的MgO为4700V/mm左右，添加SrTiO3对提高瓷体击穿场强没有明显的帮助。
由于样品的击穿主要发生在电极的边缘，为了降低此边缘效应，进一步提高击穿场强，在样品边缘涂上绝缘漆。在添加10wtMgO的系统中加入3wtSrTiO3，涂上绝缘漆后，其击穿场强可以达到6.2kV/mm.3.3添加MgO和SrTiO3对介电损耗的影响MgO的添加，损耗有所减小，但不明显，曲线平滑。而再加入少量的SrTiO3降低了其烧结温度，在1100下烧结就可以成瓷（未加入SrTiO3，烧结温度是1250左右），使PbO挥发相对较少，晶胞中出现的铅缺位相对较少，使电畴运动较为困难。由于畴壁运动相对困难，必然引起内部损耗相对减小。加入3wt左右的SrTiO3，瓷体损耗已经处在10-4数量级了。
通过以上的实验得出，先添加10wt的MgO，再添加3wt的SrTiO3所得到的瓷体性能比较优良，在1100以下就可以成瓷，=5650
4结论
4.1随着MgO含量的增加，瓷体的介电常数下降，居里峰宽化，向低温方向移动，弥散性增强，击穿场强呈现先增加后减小的变化过程。在MgO含量为12.5时，击穿场强达到最大值5900V/mm.
4.2在添加10wt的MgO后，随着SrTiO3的含量的增加，介电常数进一步下降，居里峰更加展宽，明显向低温方向移动，弥散程度大大增加，介温稳定性增加。
4.3SrTiO3的加入可以降低瓷体的烧结温度，使瓷体在1100以下成瓷，同时降低瓷体介电损耗，但对提高耐压能力没有明显帮助。
（来源：钢铁产业）


备注：数据仅供参考，不作为投资依据。