Nd扩渗BaTiO_3陶瓷的电性能与XPS研究

采用气相法对钛酸钡陶瓷扩渗Nd元素,经Nd扩渗BaTiO3陶瓷的电性能发生了十分显著的变化。通过正交实验,确定了最佳扩渗条件,当Nd的浓度为2%,扩渗时间为4h,扩渗温度为860℃时,BaTiO3陶瓷的导电性最好,其室温电阻率从4 3×109Ω·m下降为37 45Ω·m,而且随着温度升高,交流电导逐渐增大,导电性更强。Nd扩渗使BaTiO3陶瓷的介电常数增加,而介电损耗降低,BaTiO3陶瓷的介电性能得到了显著改善。经Nd扩渗BaTiO3陶瓷的介电常数随着温度的变化呈明显的PTC效应,其居里温度降低为118 1℃。经XPS测试分析,给出了Nd扩渗BaTiO3陶瓷体系中各元素结合能位置的峰值,并表明Nd扩渗BaTiO3陶瓷中Nd,Ba,Ti都存在变价,因而导致了BaTiO3陶瓷导电性的增强。     

镨气相扩渗PbTiO3陶瓷的制备及其电性能

采用气相化学热扩渗方法制备了Pr改性的PbTiO3陶瓷,并对扩渗后PbTiO3陶瓷的组成、结构及电性能的变化进行了研究。通过XRD,SEM及Pr元素的面扫描分析证实Pr元素已经渗入到PbTiO3陶瓷体相,且分布均匀,并生成了Pr2Ti2O7等新的化合物,由此导致了PbTiO3陶瓷导电性的显著增强。在Pr扩渗PbTiO3陶瓷的实验中,通过正交试验法确定了扩渗的最佳工艺条件,即Pr元素的扩渗质量分数为0.015,扩渗时间为3 h,扩渗温度为860℃,此时PbTiO3陶瓷的导电性最好,其室温电阻率从2.0×1010下降为9.487Ω·m。对改性的PbTiO3陶瓷进行了交流复阻抗分析,随着温度的升高,扩渗后的PbTiO3陶瓷的导电性更强,其晶粒电阻和晶界电阻均随温度升高而呈逐渐下降的趋势,已不存在PTC效应,有向导电体过渡趋势。     

稀土对BaTiO3陶瓷的气相化学热扩渗及其电性能研究

采用气相法对钛酸钡陶瓷扩渗稀土元素，稀土扩渗使BaTiO₃陶瓷的电性能发生了显著变化。室温电阻率明显下降，从4.3×10⁹Ω·m变为4.84Ω·m;随着频率增大和温度升高，交流电导逐渐增大，BaTiO₃陶瓷的导电性更强。稀土扩渗使BaTiO₃陶瓷的介电常数明显增加，尤其在低频下增加显著;介电常数随温度的变化呈明显的PTC效应，并使BaTiO₃陶瓷的居里温度升高为124.9℃。经XRD分析，扩渗的稀土元素并没有进入BaTiO₃陶瓷的晶格中，而是存在于晶界上。经XPS测试分析，稀土扩渗后的BaTiO₃陶瓷中钡、钛、稀土等都存在着不同程度的变价，因而导致了BaTiO₃陶瓷电阻率的降低。TG-DTA曲线分析表明，稀土扩渗后的BaTiO₃陶瓷有较好的高温热稳定性。     

稀土气相扩渗BaTiO3基PTC陶瓷的NTCR效应

采用稀土气相扩渗法制备了La改性的BaTiO3基PTC陶瓷,并对其室温电阻率的变化及温-阻效应进行了研究.结果表明,BaTiO3基PTC陶瓷经La气相扩渗后,室温电阻率从2.7×109Ω.m下降到220Ω.m,在25-500℃范围内,电阻率随温度升高单调递减,从220Ω.m降至5.8Ω.m,产生了明显的NTCR效应.结合XRD,SEM,EDAX以及介电性能测试结果分析了La气相扩渗BaTiO3基PTC陶瓷NTCR效应的形成机理,建立了NTCR效应的物理结构模型.     

沉淀法制备Sm3+,Er3+与Nd3+一次共掺杂的BaTiO3基半导体陶瓷电容器

在共沉淀法的基础上,通过双施主不同浓度的Nd3+和Sm3+,Er3+(4.0%～5.0%)掺杂,研究了BaTiO3基表面型陶瓷电容器的电性能,结果表明,Sm3+和Er3+的掺杂可以提高居里温度,但使介电常数降低,其含量为25%时可获得绝缘电阻500 MΩ左右,C/S为0.5895μf·cm-2电性能参数.     

钕掺杂对（Ba0.6Sr0．4）TiO3／MgO陶瓷结构和性能的影响

采用X射线衍射、扫描电镜及介电性能测试,研究了Nd掺杂对42%(Ba0.6Sr0.4)TiO3/58%MgO(质量分数)复相陶瓷微结构和低频介电性能的影响.结果表明,添加O%～0.6%Nd203的材料均由(Ba,Sr)TiO3和Mgo两相组成,不含其他物相.随着Nd2O3掺杂量的增加,材料的晶粒尺寸变大,晶粒结合更加紧密.适量的Nd2O3掺杂可以获得适中的介电常数和较高的介电可调度,并使材料的介电损耗显著改善.0.4%(质量分数)的Nd2O3掺杂使材料的居里温度从-24.6℃迅速降低至-79.2℃,并改善了材料的温度稳定性.这时材料具有很好的介电性能,室温下(约25℃),100 kHz时介电常数为103.0,介电损耗为0.0005,2V·μm-1偏置电场下样品的介电可调度为9.15%(10 kHz),能够满足移相器的应用要求.     

稀土改性BaTiO3粉体的制备及其导电性分析

采用溶胶-凝胶法制备了纯BaTiO3粉体,并以La、Pr、Nd、Sm、Gd和Er等稀土元素通过液相掺杂、气相掺杂和液-气共掺3种不同的方式对其进行改性,以提高BaTiO3粉体的导电性.实验结果表明:各种稀土均可降低BaTiO3粉体的电阻率,效果最好的是Sm.不同掺杂方式中液-气共掺的效果最好,通过液相掺杂、气相掺杂和液-气共掺,BaTiO2粉体的电阻率由4.30×109Ω·m分别降至2.38×105,4.34×104和35.4 Ω·m.XRD、SEM、FTIR分析表明.液相掺杂时进入BaTiO3粉体的稀土元素主要集中在晶界处,而气相掺杂后稀土元素主要进入晶格内部,可能取代了Ti4+在晶格中的位置.半径较小的稀土元素更容易迁移而偏离钛氧八面体的中心位置,由此导致稀土掺杂后BaTiO3粉体的电阻率显著降低.     

镨对锌单取代杂多化合物气相扩渗的电性能及XPS研究

报道了采用气相法对K7ZnBW11O39配合物进行Pr的化学热扩渗, 研究了材料的电性能, 并结合XPS等表征手段对其导电机理加以了初步的分析. 通过配合物的TG-DTA分析确定了扩渗温度,扩渗后材料的ICP分析测试表明, 微量Pr可渗入到试样中. 经XRD分析发现, 扩渗后,化合物的晶型发生了改变, 得到了新的化合物. 利用四电极法和交流阻抗法对扩渗前后样品的导电性能进行了测试, 结果表明材料的导电性能发生了十分显著的变化, 扩渗后试样的电导率为2.98×10-2 S*cm-1, 比扩渗前的电导率3.54×10-6 S*cm-1提高了约104倍. XPS能谱及交流阻抗谱分析显示可能存在氧空穴导电.     

低温-低压水热合成Ba1-xSrxTi1-ySnyO3纳米材料及其 结构与性能研究

采用低温-低压水热法,在150℃,0.5MPa以下合成了一系列Ba1-xSrxTi1-ySnyO3固溶体纳米粉末(0≤x≤0.5≤y≤0.4),经XRD物相分析和d-间距-组成图证明,产品为立方晶系的完全互溶取代固溶体,结果符合Vegard定律,TEM形貌观察,粒子为均匀球形,平均粒径80nm。通过制陶实验,分别测定了该系列固溶体的室温介电常数、介电损失以及介电常数随温度的变化。结果发现,用该方法在BaTiO3中掺入适量锶和锡,由于掺杂离子均匀进入母体晶格,引起Tc降低,介电性能改善显著,当x=0.1,y=0.08时,室温介电常数达17000,比BaTiO3纯相提高10倍,而介电损失却降低88%。     

钐对K3PW12O40配合物气相扩渗的物相及导电性研究

采用气相扩渗的方法,对K3PW12O40.7H2O配合物进行稀土Sm的化学热扩渗.利用IR,XRD,TG-DTA和XPS等手段对扩渗后配合物的结构进行了表征和研究,发现在720℃下扩渗后的主要产物是β-W2N.XPS能谱分析证实了稀土的存在且与化合物有一定的键合作用.采用四极法对扩渗前后的试样进行了导电性能测试,扩渗后试样的导电性提高了3.1×104倍.分析了电阻、电导率与温度变化的关系曲线,发现此材料的导电性在672℃后电阻趋于0.