La诱导(Pb(1-3x/2)Lax)(Zr0.5Sn0.3Ti0.2)O3反铁电介电弛豫研究

采用标准电子陶瓷工艺制备了(Pb_(1-3x/2)La_x)(Zr_0.5Sn_0.3Ti_0.2)O₃(PLZST,0.00≤x≤0.18)反铁电陶瓷,利用X射线衍射、不同频率下弱场介电温谱、强场下的极化强度-电场(P-E)测试研究了材料相结构和电学性能.实验结果发现,随La含量x增大,室温下材料由铁电三方相(关键词： 反铁电陶瓷 介电频率色散 相变弥散 介电弛豫     

CaCu3Ti4O12陶瓷的介电特性与弛豫机理

本文采用Novocontrol宽频介电谱仪在-100 ℃–100 ℃温 度范围内、0.1 Hz–10 MHz频率范围内测量了表面层打磨前 后CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷的介电特性, 分析了CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷的介电弛豫机理. 首先, 基于对宏观“壳-心”结构的定量分析, 排除了巨介电常数起源于表面层效应的可能性; 其次, 基于经典Maxwell-Wagner夹层极化及其活化能物理本质的分析, 排除了巨介电常数起源于经典Maxwell-Wagner极化的可能性; 最后, 依据晶界Schottky势垒与本征点缺陷的本质联系, 提出了巨介电常数起源于Schottky势垒边界陷阱电子弛豫的新机理. 陷阱电子弛豫机理反映了CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷本征点缺陷、 电导、介电常数之间的本质关系. 关键词： 3Ti₄O₁₂')" href="#">CaCu₃Ti₄O₁₂ 介电弛豫 Schottky势垒 点缺陷     

静水压下锆锡钛酸铅铁电陶瓷相变和介电性能研究

研究了铌掺杂锆锡钛酸铅铁电陶瓷Pb_0.99Nb_0.02[(Zr_0.90Sn_0.10)_0.96Ti_0.04]_0.98O₃(PZST 90/10-4-2Nb)在静水压(0-300 MPa)下的电荷释放量和介电性能. 对压力诱导的低温铁电三方(F_R(LT))→反铁电正交(A_O)相变进行了研究. PZST 90/10-4-2Nb铁电陶瓷分为未极化、极化和压力去极化三种. 极化PZST 90/10-4-2Nb陶瓷F_R(LT)→A_O相变过程中,电荷释放量为29.3 μC/cm²,相变压力为140 MPa. 介电性能表明:极化PZST 90/10-4-2Nb陶瓷相变压力为136 MPa,而未极化陶瓷相变压力为104 MPa,压力去极化陶瓷未表现出明显的相变特征. 关键词： 静水压 铁电陶瓷 相变 介电     

锰掺杂对Ba(Zr,Ti)O3陶瓷压电与介电性能的影响

采用氧化物固相反应法制备了锰掺杂改性的Ba(Zr_0.06Ti_0.94)O₃陶瓷.研究了锰的掺杂量对Ba(Zr_0.06Ti_0.94)Mn_xO₃ (BZTM)陶瓷的结构、介电和压电性能的影响.实验发现,当锰含量x<0.5 mol%时进入晶格,使材料压电性能提高,损耗减小,表现出受主掺杂的特性;当锰含量x>0.5 mo 关键词： Ba(Zr 3 陶瓷')" href="#">Ti)O₃ 陶瓷 锰掺杂 介电性能 压电性能     

Bi0.5Ba0.5Fe0.5Ti0.49Nb0.01O3热敏陶瓷的微结构和电学性能研究

采用固相合成工艺,制备了Bi_05Ba_05Fe_05Ti_049Nb_001O₃（BBFTN）热敏陶瓷,借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、阻温测试仪和交流阻抗谱考察其微结构、直流电阻、介电特性、阻抗和电学模量方面的电学性能. 结果表明：BBFTN材料依然为立方钙钛矿结构,平均晶粒尺寸约为10 μm,晶格常数相对于BaTiO₃的晶格常数有所变大;室温电 关键词： 05Ba_05Fe_05Ti_049Nb_001O₃')" href="#">Bi_05Ba_05Fe_05Ti_049Nb_001O₃ 微结构 电学性能     

等静压下0.75Pb（Mg1/3Nb2/3）O3-0.25PbTiO3陶瓷的介电性能研究

研究了等静压对0.75Pb（Mg_1/3Nb_2/3）O₃-0.25PbTiO₃（PMN-25PT）陶瓷介电温谱的影响,PMN-25PT剩余极化随等静压变化和等静压压致相变.结果表明,随着压力增加,PMN-25PT的介电峰值温度T_m降低,/+{dT_m}/-{dP}≈-4℃/kbar,极化弛豫增强;剩余极化随压力增加连续减小;介电常数对压力的依赖关系与对温度场的依赖相似,压力诱导PMN-25PT发生弛豫铁电—顺电相变,相变为宽化的渐变过程,频率色散和极化弛豫更加强烈和普遍. 关键词： 铌镁酸铅-钛酸铅 等静压 介电弛豫 压致相变     

Sr位Nd掺杂对SrBi$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;Nb$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;O$lt;sub$gt;9$lt;/sub$gt;性能的影响及机理研究

采用传统固相法制备了（Sr_1-3x/2A_x/2Nd_x）Bi₂Nb₂O₉（x=0,0.05,0.1和0.2）陶瓷,并系统研究了Nd离子取代Sr离子对SrBi₂Nb₂O₉性能的影响及其作用机理.研究结果表明：Sr_1-3x/2A_x/2Nd_xBi₂Nb₂O₉的介电常数和介电损耗随温度变化的行为具有明显的离子松弛极化特征.Nd³⁺对Sr²⁺的部分取代,导致Sr_1-3x/2A_x/2Nd_xBi₂Nb₂O₉剩余极化强度P_r稍有下降,但其压电系数d₃₃却有所增加,根据铁电热力学理论,这是Nd³⁺对Sr²⁺取代导致材料介电常数增大所致.Sr_1-3x/2A_x/2Nd_xBi₂Nb₂O₉的居里温度（T_C）没有随Nd含量的增加而变化,拉曼光谱技术分析表明这是其NbO₆八面体畸变程度没有发生变化所致.Nd³⁺取代Sr²⁺提高了材料的介电常数ε_r、压电系数d₃₃、机电耦合系数K_p,同时降低了机械品质因数Q_m,但是谐振频率温度系数C值没有改变. 关键词： 压电陶瓷 介电性能 压电性能 拉曼光谱     

CaCu3Ti4O12陶瓷的微观结构及直流导电特性

采用传统固相反应法制备了CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷.XRD证实其CaCu₃Ti₄O₁₂相;SEM观察到明显的晶粒晶界结构,晶界区亦由小晶粒构成;结合EDS结果,判定晶界区小晶粒为CuO.在较宽的温度范围内,CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷的介电常数保持在10⁵左右;当频率为10³ Hz温度小于150 K时,介电常数迅速下降.在173—373 K温度范围内,通过其I-V特性,得到CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷直流电导随温度的变化：直流电导与温度的关系可分为三部分,对应的活化能分别为0.681 eV,0.155 eV和0.009 eV,这与CuO陶瓷直流电导活化能一致.可以认为晶界区的CuO小晶粒在CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷的直流电导中占主导,这为解释CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷反常的介电性能提供了新的思路. 关键词： 3Ti₄O₁₂')" href="#">CaCu₃Ti₄O₁₂ 微观结构 直流电导 介电特性     

Fe掺杂CaCu3Ti4O12陶瓷的介电性能与弛豫特性研究

采用固相反应法制备了CaCu₃Ti_4-xFe_xO₁₂(0≤x≤0.2)陶瓷,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、介电频谱和阻抗谱等手段研究了Fe对CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷的结构和介电性能的影响.研究发现：CaCu₃Ti_4-xFe_{x关键词： 巨介电常数 双阻挡层电容模型 界面极化}     

铁电磁体Pb(Fe1/2Nb1/2)O3的磁电性能研究

对铁电磁体Pb(Fe_1/2Nb_1/2)O₃单晶样品中的 介电和磁性能进行了研究. 认为在其反铁磁相变点观察到的介电常数和损耗的异常来自于自发极化序和自旋序的相互作用 引起的磁电耦合. 磁矩与温度的关系曲线在Nel点以下的低温段呈上升趋势，测得的磁滞 回线证明有弱铁磁性出现. 对铁电磁体磁电相互作用的Monte Carlo模拟得到与实验类似的 结果. 关键词： 铁电磁体 1/2Nb_1/2)O₃')" href="#">Pb(Fe_1/2Nb_1/2)O₃ 磁电耦合 Monte Carlo模拟     

Niobium based tetragonal tungsten bronzes as potential anodes for solid oxide fuel cells: synthesis and electrical characterisation

In this paper we report studies on a range of niobate based tungsten bronzes, with a view to analysing their potential as anode materials in SOFCs. Six systems were studied, (Sr_1−xBa_x)_0.6Ti_0.2Nb_0.8O₃, Sr_0.6−xLa_xTi_0.2+xNb_0.8−xO₃, (Sr_0.4−xBa_x)Na_0.2NbO₃, (Ba_1−xCa_x)_0.6Ti_0.2Nb_0.8O₃, Ba_0.5−xA_xNbO₃ (A=Ca, Sr), and Ba_0.3NbO_2.8, and the electrical conductivities were examined over a range of oxygen partial pressures (10⁻²⁰–1 bar). All the systems showed good conductivity in low oxygen partial pressures, with values as high as 8 S cm⁻¹ at 930°C (P(O₂)=10⁻²⁰ bar). As the oxygen partial pressure was raised the conductivity dropped showing in most cases an approximate [P(O₂)]^−1/4 dependence and good re-oxidation kinetics. Of all the samples studied the (Sr_1−xBa_x)_0.6Ti_0.2Nb_0.8O₃ and (Ba_1−xCa_x)_0.6Ti_0.2Nb_0.8O₃ systems appear most promising for potential use as anode materials in SOFCs.     

Dielectric and piezoelectric properties of(110) oriented Pb(Zr_(1-x)Ti_x)O_3 thin films

A phenomenological Landau–Devonshire theory is developed to investigate the ferroelectric, dielectric, and piezoelectric properties of(110) oriented Pb(Zr_(1-x)Ti_x)O_3(x = 0.4, 0.5, 0.6, and 0.7) thin films. At room temperature, the tetragonal a_1 phase, the orthorhombic a_2c phase, the triclinic γ_1 phase, and the triclinic γ_2 phase are stable. The appearance of the negative polarization component P_2 in the a_2c phase and the γ_1 phase is attributed to the nonlinear coupling terms in the thermodynamic potential. The γ phase of the Pb(Zr_(1-x)Ti_x)O_3 thin films has better dielectric and piezoelectric properties than the a_2c phase and the a_1 phase. The largest dielectric and piezoelectric coefficients are obtained in the Pb(Zr_(0.5)Ti_(0.5))O_3 thin film. The piezoelectric coefficient of 110–150 pm/V is obtained in the(110) oriented Pb(Zr_(0.5)Ti_(0.5))O_3 thin film, and the Pb(Zr_(0.3)Ti_(0.7))O_3 thin film has the remnant polarization and relative dielectric constant of 50 μC/cm~2 and 100, respectively,which are in agreement with the experimental measurements reported in the literature.     

铁电体中极化长程涨落的光子关联谱实验研究

从极化团簇的随机涨落出发, 利用维纳过程模型, 推导了铁电体中极化长程涨落的弛豫规律以及光强自相关函数所可能的表现形式. 阐述了微观极化团簇的弛豫过程与宏观测量弛豫规律之间的联系. 通过对原有氦氖激光光子关联谱实验装置进行改进, 观测了BaTiO₃和0.71Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-0.29PbTiO₃单晶中极化团簇长程涨落在居里点和立方到四方相变点附近的弛豫过程. 在BaTiO₃中发现极化团簇长程涨落在居里点之上4 K存在双弛豫现象, 此现象与其有序无序相变机理相联系. 在Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-0.29PbTiO₃中发现极化团簇长程涨落在相变点两侧都存在双弛豫现象. 利用推导的理论结果很好地拟合了实验结果并提取了极化团簇长程涨落的弛豫时间. 两种样品中极化团簇长程涨落的弛豫时间都在相变点出现突变, 并呈现临界慢化现象.     

DIELECTRIC RELAXATION BEHAVIOR OF CERAMICS IN THE Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-BaTiO3-PbTiO3 SYSTEM

The dielectric properties of ceramics in Pb(Zn_1/3Nb_2/3)O₃-BaTiO₃-PbTiO₃ system were characterized using dielectric-temperature spectra. A spontaneous (zero field) relaxor-normal ferroelectric tran sition was observed for tetragonal rich compositions. A significant hysteresis effect accompanied by this transition, similar to first-order phase transition of normal ferroelectrics. This behavior was different from that of other relaxors, in which such transitions occurred only under a biased dc field. This observation was explained in terms of a thermally driven transformation from an ensemble of polar microregions to normal long-range ferroelectric state (micro-macro domain transition), which was attributed to the internal field resulting from the tetragonal strain.     

CaCu3Ti4O12 陶瓷介电模量响应特性的研究

由于CaCu₃Ti₄O₁₂巨介电常数陶瓷的低频区直流电导较大, 本文采用模量 M"-f频谱表征与分析了低频和高频的两个松弛极化过程. 研究认为, 这两个特征峰属于晶界区Schottky 势垒耗尽层边缘深陷阱的电子松弛过程, 其中高频松弛峰起源于晶粒本征缺陷的电子松弛过程, 而低频松弛峰则为与氧空位有关的松弛极化过程. 对于CaCu₃Ti₄O₁₂这类低频下具有高直流电导的陶瓷材料, 采用模量频谱能更有效地分析研究其损耗极化机理. 关键词： 3Ti₄O₁₂陶瓷')" href="#">CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷 模量 松弛过程 电导     

CaCu3Ti4O12 陶瓷松弛损耗机理研究

CaCu₃Ti₄O₁₂介电损耗较大且损耗机理尚不明确, 因此限制了其应用.本文采用固相法和共沉淀法合成CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷, 利用宽带介电温谱研究在交流小信号作用下, 双Schottky势垒耗尽层边缘深陷阱的电子松弛过程、 载流子松弛过程以及CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷的介电损耗性能. 研究发现, 在低频下以跳跃电导和直流电导的响应为主, 而高频下主要为深陷阱能级的松弛过程所致, 特别是活化能为0.12 eV的深陷阱浓度, 这是决定CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷高频区介电损耗的重要因素.降低直流电导, 有利于降低低频区介电损耗; 而高频区介电损耗的降低, 需要降低深陷阱浓度或增大晶粒尺寸. 共沉淀法制备的CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷, 有效降低直流电导及控制深陷阱浓度, 介电损耗降低明显. 关键词： 3Ti₄O₁₂陶瓷')" href="#">CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷 介电损耗 松弛过程 Schottky势垒     

铌镁酸铅-钛酸铅铁电阴极电子发射特性

研究了铌镁酸铅-钛酸铅铁电材料的铁电、介电性能对阴极发射阈值电压的影响, 以及铁电阴极发射电流与激励脉冲电压和抽取电压之间的关系, 并分析了其发射机理. 结果表明, 室温介电常数高、极化强度变化量大的弛豫铁电体0.9Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-0.1PbTiO₃具有较小的发射阈值电压; 铁电阴极电子发射与快极化反转和等离子体的形成有关; 由极化反转所致电子发射的自发射电流随激励脉冲电压的增大呈幂律增长关系, 其发射电流开始于激励脉冲电压的下降沿; 在抽取电压较大时, 发射电流随抽取电压的增大呈线性增长关系, 说明大电流主要取决于抽取电压; 其发射电流开始于激励脉冲电压的上升沿, 与“三介点”处的场增强效应和等离子体的形成有关; 当抽取电压为2500 V 时, 得到的发射电流幅值为210 A, 相应的电流密度为447 A/cm².     

Cu1-xHxZr2(PO4)3中Cu2+的EPR谱和局域结构研究

本文采用Cu²⁺斜方对称电子顺磁共振（EPR）参量的高阶微扰公式计算了晶体Cu_1-xH_xZr₂（PO₄）₃中Cu²⁺的EPR参量（g因子和超精细结构常数A因子）．计算结果表明，晶体Cu_1-xH_xZr₂（PO₄）₃中[CuO₆]^10-基团的Cu-O键长分别为R_||≈0.241 nm，R_⊥≈0.215 nm，平面键角τ≈80.1°；由于对称性降低，中心金属离子基态²A_1g（θ）和²A_1g（ε）有一定程度混合，混合系数α≈0.995．所得EPR谱图的理论计算值与实验数据符合得很好．     

第一性原理研究Mn和Cu掺杂六钛酸钾(K_2Ti_6O_(13))的电子结构和光学性质

六钛酸钾(K_2Ti_6O_(13))是宽带隙半导体光催化材料,只能响应波长较短的紫外光.为了使K_2Ti_6O_(13)对可见光响应,本文采用第一性原理方法,研究过渡金属Mn和Cu掺杂改性后K_2Ti_6O_(13)的电子结构和光学性质.计算结果表明:Mn,Cu掺杂后K_2Ti_6O_(13)禁带中出现了杂质能级,这些杂质能级由O 2p和Ti 3d与Mn 3d或Cu 3d态杂化而成.对于Mn掺杂的K_2Ti_6O_(13),其带隙值变小,位于能带中间的杂质能级可作为电子跃迁的桥梁,从而实现了对可见光的吸收.对于Cu掺杂的K_2Ti_6O_(13),其带隙值虽略有增大,但是若考虑将与价带相连的杂质能级,带隙值将大大减小,且此杂质能级可抑制光生载流子的复合,使得掺杂后K_2Ti_6O_(13)吸收带边红移至可见光区并在可见光范围内吸收强度明显增强.总的而言,Mn,Cu的掺杂实现了钛酸钾对可见光的吸收,同时Cu掺杂的效果要优于Mn掺杂的效果.研究结果对K_2Ti_6O_(13)在光催化领域上的应用具有重要的意义.