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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 10/2024

01.04.2024

Structure and high temperature dielectric properties of Dy and Al co-doped CaTiSiO5 ceramics

verfasst von: Hanwen Ni, Faqiang Zhang, Zichen He, Zhifu Liu

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 10/2024

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Abstract

The CaTiSiO5-based ceramics show promise as dielectric materials for high-temperature MLCC due to their excellent temperature stability which is expected to be improved by co-doping at the A/B sites. In this study, the Dy and Al co-doped CaTiSiO5 ceramics (Ca1−xDyxTi1−xAlxSiO5, x = 0, 0.005, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08) were fabricated by the conventional solid-state method. The effects of Dy and Al co-doping on the phase structures, dielectric properties and impedance characteristics, were investigated in detail. CaTiSiO5-based ceramics transformed to the paraelectric phase and achieved excellent temperature stability of permittivity by Dy and Al doping, which results from the long-range disorder in the arrangement of Ti displacements within the octahedral chain. Components with x = 0.01 showed linear dielectric response under the electric field. It obtained a high and stable dielectric constant in a wide temperature range (εr = 52, TCC ≤ ± 180 ppm/°C over the temperature range from − 55 to 300 °C), low loss (tanδ < 0.07), high breakdown strength (∼ 516 kV/cm) and high DC resistance (ρ = 3.8 × 1010 Ω cm at 300 °C).

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Metadaten
Titel
Structure and high temperature dielectric properties of Dy and Al co-doped CaTiSiO5 ceramics
verfasst von
Hanwen Ni
Faqiang Zhang
Zichen He
Zhifu Liu
Publikationsdatum
01.04.2024
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 10/2024
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-024-12497-5

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