Microstructure and dielectric properties of dysprosium-doped barium titanate ceramics

Abstract

The substitution behavior and lattice parameter of barium titanate between solid_solubility with a dopant concentration in the range of 0.25 to 1.5 mol% are studied. The influences of dysprosium-doped fraction on the grain size and dielectric properties of barium titanate ceramic, including dielectric constant and breakdown electric field strength, are investigated via scanning electronic microscopy, X-ray diffraction and electric property tester. The results show that, at a dysprosium concentration of 0.75 mol%, the abnormal grain growth is inhibited and the lattice parameters of grain rise up to the maximum because of the lowest vacancy concentration. In addition, the finegrain and high density of barium titanate ceramic result in its excellent dielectric properties. The relative dielectric constant (25 °C) reaches to 4100. The temperature coefficient of the capacitance varies from -10 to 10% within the temperature range of -15 °C -100 °C, and the breakdown electric field strength (alternating current) achieves 3.2 kV/mm. These data suggest that our barium titanate could be used in the manufacture of high voltage ceramic capacitors.

Desenvolvimento e caracterização de partículas nanorecobertas à base de nanoargilas de haloisita

“…Outras utilizações referem-se a óxidos com estrutura perovskita (NiTiO 3 ) [20], onde a sua aplicabilidade como sensores de umidade é bastante citada. O titanato de bário (BaTiO 3 ) possui funcionalidade efi cientemente comprovada como sensor de umidade [21] por apresentar alta constante dielétrica [22]; portanto, é plausível que TiNiO 3 também apresente propriedades semelhantes em termos da condutividade elétrica, pois a constante dielétrica de compósitos contendo níquel também é bastante elevada [23]. Além do que, o bário apresenta número de oxidação igual a +2 na estrutura da perovskita de BaTiO 3 ; admitindo que Ni adquira igual confi guração eletrônica e apresente o mesmo número de oxidação, o titanato de níquel, obrigatoriamente, mostrar-se-á com vacâncias similares e as bandas de condução consideradas serão muito parecidas.…”

“…Além do que, o bário apresenta número de oxidação igual a +2 na estrutura da perovskita de BaTiO 3 ; admitindo que Ni adquira igual confi guração eletrônica e apresente o mesmo número de oxidação, o titanato de níquel, obrigatoriamente, mostrar-se-á com vacâncias similares e as bandas de condução consideradas serão muito parecidas. Essa característica de alta permissividade das perovskitas implica que o material aqui obtido pode ter utilidade, também, como material de interface para capacitores [22], aliados as propriedades da nanoargila haloisita. A transformação anatase-rutilo é afetada pelo método de preparação da amostra, pela presença de impureza ou aditivos e pela atmosfera presente durante a transformação [16].…”

Effects of Nb5+ Addition on Microstructure and Dielectric Properties of BaTiO3

“…) to BT [7][8][9][10]. X-ray diffraction patterns obtained on a laboratory diffractometer with CuKα radiation confirmed the formation of perovskite phases with no evidence of any impurities.…”

Influence of Yttrium Dopant on the Structure and Electrical Conductivity of Potassium Sodium Niobate Thin Films

“…The effect of yttrium dopant on electrical conductivity is strongly dependent on the yttrium doping site in the perovskite structure 21,22 . In comparison to pure KNN, the conductivity of yttrium-doped KNN increased by the increase of yttrium concentration.…”