钛酸锶钡陶瓷调谐性能的研究进展

doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1222

硅酸盐通报 ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (6): 2092-2103.DOI: 10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1222

钛酸锶钡陶瓷调谐性能的研究进展

赵毅¹^,²(), 冉东升¹, 靳一航¹^,³, 夏晨渝⁴, 程璐¹, 刘文凤¹()

^1.西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室，西安 710049
^2.国网湖南省电力有限公司经济技术研究院，长沙 410007
^3.国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司，嘉兴 314033
^4.国网湖南省电力有限公司益阳供电公司，益阳 413002

收稿日期:2025-12-08 修订日期:2026-01-04 出版日期:2026-06-15 发布日期:2026-07-14
通信作者: 刘文凤，博士，教授。E-mail：liuwenfeng@mail.xjtu.edu.cn
作者简介:赵毅（1997—），男，博士。主要从事非线性介电材料的研究。E-mail：thomas611@stu.xjtu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(U1966602);中国南方电网有限责任公司创新资助项目(ZBKJXM20232267);中国南方电网有限责任公司创新资助项目(ZBKJXM20232269)

Research Progress on Tunable Properties of Barium Strontium Titanate Ceramics

ZHAO Yi¹^,²(), RAN Dongsheng¹, JIN Yihang¹^,³, XIA Chenyu⁴, CHENG Lu¹, LIU Wenfeng¹()

^1.State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment，Xi’an Jiaotong University，Xi’an 710049，China
^2.Economic and Technical Research Institute，State Grid Hunan Electric Power Co.，Ltd.，Changsha 410007，China
^3.Jiaxing Electric Power Company，State Grid Zhejiang Electric Power Co.，Ltd.，Jiaxing 314033，China
^4.Yiyang Electric Power Company，State Grid Hunan Electric Power Co.，Ltd.，Yiyang 413002，China

Received:2025-12-08 Revised:2026-01-04 Published:2026-06-15 Online:2026-07-14

摘要/Abstract

摘要：

钛酸锶钡（Ba_1-_x Sr _x TiO₃）陶瓷作为一种环境友好型铁电材料，具有介电性能优异、介电非线性显著、化学稳定性良好、居里温度可调等优势，在无铅介电调谐材料中备受关注。因制备工艺简单、生产成本相对低廉，钛酸锶钡陶瓷在现代通信系统、电子信息装备及可调谐微波器件中展现出广阔的应用前景。近年来，为满足新一代可调谐微波器件的应用需求，围绕钛酸锶钡陶瓷调谐性能的提升与综合介电特性的优化开展了大量研究。本文从掺杂改性、设计多相复合材料及制备工艺优化三个关键方向，系统综述了钛酸锶钡陶瓷调谐性能的研究进展与发展现状，为未来高性能介电调谐材料的研发与应用提供了参考。

关键词: 钛酸锶钡陶瓷, 多相复合材料, 调谐性能, 无铅, 掺杂改性, 制备工艺

Abstract:

Barium strontium titanate （Ba_1-_x Sr _x TiO₃，BST） ceramics， as an environmentally friendly ferroelectric material， have attracted considerable attention among lead-free dielectric tunable materials due to their excellent dielectric properties， large dielectric nonlinearity， good chemical stability， and adjustable Curie temperature. Owing to simple preparation processes and relatively low production costs， BST ceramics exhibit wide application prospects in modern communication systems， electronic information equipment， and tunable microwave devices. In recent years， extensive research on the enhancement of tunable properties and comprehensive improvement of dielectric characteristics in BST ceramics has been carried out， aiming to meet the requirements of next-generation tunable microwave devices. This work systematically review the research progress and current status of tunable properties in BST ceramics from the three key aspects： the doping modification， the design of multi-phase composites， and the optimization of the preparation process. Furthermore， a valuable reference for the future development and application of high-performance dielectric tunable materials is provided.

Key words: barium strontium titanate ceramics, multi-phase composite, tunable property, lead-free, doping modification, preparation process

中图分类号:

TB34

赵毅, 冉东升, 靳一航, 夏晨渝, 程璐, 刘文凤. 钛酸锶钡陶瓷调谐性能的研究进展[J]. 硅酸盐通报, 2026, 45(6): 2092-2103.

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图/表 4

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Doping type	Composition	T_r/%	tan δ	FOM	Reference
—	Pure BST	45	0.010 1	44	［29］
Donor doping	Nb-doping	12	0.012 0	10	［46］
Donor doping	Y-doping	36	0.025 0	14	［47］
Donor doping	La-doping	33	0.034 0	9	［48］
Acceptor doping	Al-doping	30	0.004 5	66	［46］
Acceptor doping	Fe-doping	20	0.003 0	67	［46］
Acceptor doping	Mg-doping	22	0.007 0	31	［51］
Acceptor doping	Mn-doping	27	0.004 5	60	［52］
Co-doping	Mg/Zn doping	47	0.007 3	64	［53］
Co-doping	Y/Mn doping	63	0.007 8	81	［54］
Co-doping	Li/Nb doping	15	0.001 7	86	［55］
Co-doping	Y/Mn doping	43	0.003 0	143	［56］
Co-doping	La/Mn doping	85	0.001 8	472	［57］
Co-doping	La/Cr doping	84	0.004 1	204	［58］

Doping type	Composition	T_r/%	tan δ	FOM	Reference
—	Pure BST	45	0.010 1	44	［29］
Donor doping	Nb-doping	12	0.012 0	10	［46］
Donor doping	Y-doping	36	0.025 0	14	［47］
Donor doping	La-doping	33	0.034 0	9	［48］
Acceptor doping	Al-doping	30	0.004 5	66	［46］
Acceptor doping	Fe-doping	20	0.003 0	67	［46］
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Acceptor doping	Mn-doping	27	0.004 5	60	［52］
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Co-doping	La/Cr doping	84	0.004 1	204	［58］

Composition	T_r/%	tan δ	FOM	Reference
BST-Y₂O₃	28	0.003 8	74	［67］
BST-ZnAl₂O₄	46	0.005 6	83	［68］
BST-Ba₂SiO₄	33	0.002 3	140	［69］
BST-Li₂ZnTi₃O₈	28	0.002 7	102	［70］
BST-BaCuSi₄O₁₀	37	0.000 9	411	［71］
BST-Zn₂P₂O₇	53	0.001 9	277	［72］
BST-SiO₂	71	0.007 0	101	［73］
BST-MgTi₂O₄	32	0.002 1	112	［74］
BST-MgAl₂O₄	23	0.001 4	164	［75］
BST-MgAl₂O₄	24	0.003 0	80	［76］
BST-Mg₂SiO₄-MgO	13	0.001 0	130	［77］

Composition	T_r/%	tan δ	FOM	Reference
BST-Y₂O₃	28	0.003 8	74	［67］
BST-ZnAl₂O₄	46	0.005 6	83	［68］
BST-Ba₂SiO₄	33	0.002 3	140	［69］
BST-Li₂ZnTi₃O₈	28	0.002 7	102	［70］
BST-BaCuSi₄O₁₀	37	0.000 9	411	［71］
BST-Zn₂P₂O₇	53	0.001 9	277	［72］
BST-SiO₂	71	0.007 0	101	［73］
BST-MgTi₂O₄	32	0.002 1	112	［74］
BST-MgAl₂O₄	23	0.001 4	164	［75］
BST-MgAl₂O₄	24	0.003 0	80	［76］
BST-Mg₂SiO₄-MgO	13	0.001 0	130	［77］

钛酸锶钡陶瓷调谐性能的研究进展

Research Progress on Tunable Properties of Barium Strontium Titanate Ceramics

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