Fe-Ni-BaTiO3复合材料的介电行为及其机理研究

利用金属铁、镍(Fe与Ni保持mol比为22:78不变)与钛酸钡复合,在保护气氛下成功烧结制备了高介电常数Fe-Ni-BaTiO3复合陶瓷材料,并研究了该复合材料的电导和介电性能及其物理机理.分析结果表明,由于渗流效应,随着陶瓷中金属含量的增加,材料经历了绝缘体-导体突变.同时,在渗流阈值附近,材料的介电常数有了极大的提高.当金属体积含量为0.23时,即在绝缘体向导体转变的渗流阈值附近,复合材料的介电常数达到了22000,为同条件下制备的纯钛酸钡陶瓷体介电常数的12倍,同时材料的介电损耗仍保持为较低值.材料具有明显的Maxwell-Wagner效应特征,这表明传导机理对材料的介电常数的提高起到了很重要的作用.分析了传导机理对介电的影响.     

全预制式电缆户外终端硅橡胶绝缘的老化分析

为了探究长期服役对电缆户外终端绝缘老化的影响，对退役硅橡胶绝缘户外终端进行研究，分别对绝缘样品的材料特性、陷阱参数、介电特性和热学性能进行了测试和分析。结果表明，同一运行年限的户外终端硅橡胶绝缘其老化状态不同；随着电缆户外终端服役时间的增加，硅橡胶绝缘的体积电阻率下降，陷阱能级变浅，材料分解温度和残余质量下降；硅橡胶绝缘的体积电阻率、陷阱参数分布和热失重分析可有效评价电缆户外终端绝缘的老化状态。     

Li0.5Bi0.5MoO4对Li2Zn2(MoO4)3陶瓷的微波介电性能影响

采用传统固相反应法制备了xLi_0.5Bi_0.5MoO₄-(1-x)Li₂Zn₂(MoO₄)₃ [xLBM-(1-x)LZM]复合陶瓷,研究添加不同质量分数(x=25%,30%,35%,40%和45%)的LBM对LZM陶瓷的烧结特性、物相组成、微观结构以及微波介电性能的影响。结果表明:添加一定量的LBM不仅能将LZM的谐振频率温度系数(τ_f)调节近零,还能降低LZM的烧结致密化温度;LBM可与LZM共存,且不发生化学反应生成其他新相。随着LBM添加量增加,复合陶瓷的烧结致密化温度逐渐降低、体积密度先增大后减小、介电常数(ε_r)与τ_f逐渐增大而品质因数(Q×f)逐渐减小。当LBM添加量为40%时,LZM-LBM复合陶瓷在600 ℃烧结2 h获得最大体积密度为4.41 g/cm³,以及优异的微波介电性能:ε_r为13.8,Q×f为28 581 GHz,τ_f为-4×10^-6/℃。     

铁酸铋颗粒材料的尺寸调控及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法,通过改变前驱液中酒石酸加入量制备了不同粒径尺寸的铁酸铋(BiFeO3,BFO)颗粒材料.利用XRD、SEM、UV-Vis、PL、铁电综合测试仪等手段对样品进行表征,探讨分析了颗粒材料尺寸变化对BFO光催化活性的影响及机理.研究表明,产物均为菱形钙钛矿相BFO颗粒态晶体材料;其粒径尺寸随酒石酸加入量的增加而减小;BFO颗粒尺寸减小导致材料BFO可见光吸收阈值波长蓝移,光催化活性提高;在可见光源照射150 min条件下,BFO(粒径尺寸为80 nm)对MB降解效率达到75.7;,其光催化效率大约是BFO(粒径尺寸为600 nm)3倍,这主要是因为较小粒径的BFO具有高的比表面积(6.472 m2/g).     

Co含量对Bi6Fe2-xCoxTi3O18样品多铁性的影响

用固相工艺制备了Bi₆Fe_2-xCo_xTi₃O₁₈ (BFCT-x, x=0, 0.2, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2, 1.6, 1.8, 和2.0)多铁陶瓷样品, 样品X射线谱分析发现, 随着Co含量的增加, 样品晶格常数出现了先增大后减小的变化. 室温下, BFCT-0.6样品呈现出相对较高的饱和磁化强度, 2M_s约为4.49 emu/g, BFCT-1.0具有最高的剩余磁化强度, 2M_r约为0.89 emu/g. Co含量在0.2 ≤x≤qslant 1.2范围内, 随着Co含量的增加样品顺磁–铁磁相变温度从752 K降至372 K. 小量的Co改善了样品的铁电性能, 当x=0.6时样品样品的铁电性能最佳, 随着含量增大样品铁电性能下降, 但当x >1.2时样品的铁电性能又得到了改善.     

直流老化对CaCu3Ti4O12陶瓷介电性能的影响

在电场为3.5 kV/cm的条件下, 对CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷进行了60 h的直流老化, 研究了老化过程对CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷介电性能和电气特性的影响. J-E特性测试结果表明, 直流老化导致CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷击穿场强、非线性系数和势垒高度明显降低. 介电性能测试结果表明, 低频介电常数和介电损耗明显增大, 并且介电损耗随频率的变化遵从Debye弛豫理论, 可分解为直流电导损耗和弛豫损耗, 直流老化主要导致了电导损耗的增加. 在低温233 K, 介电损耗谱中出现两个弛豫峰, 其活化能分别为0.10, 0.50 eV, 认为对应着晶粒和畴界的弛豫过程, 且不随直流老化而变化. 通过电模量谱对CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷的弛豫过程进行了表征, 发现直流老化导致的界面空间电荷在外施交变电场的作用下符合Maxwell-Wagner极化效应, 并在低频区形成新的弛豫峰. 在高温323-473 K的阻抗谱中, 晶界弛豫峰在直流老化后明显向高频移动, 其对应的活化能从1.23 eV 下降到0.72 eV, 晶界阻抗值下降了约两个数量级. 最后, 建立了CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷的阻容电路模型, 分析了介电弛豫过程与电性能之间的关联.     

α-四噻吩薄膜的生长及性能研究

利用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)研究了在氧化硅衬底上生长的α-四噻吩(α-4T)薄膜的表面形貌及分子取向。在低温下,获得了大尺寸、高有序的α-4T薄膜,为横向生长模式。衬底温度35 ℃以上转为纵向生长模式。晶体结构分析发现,α-4T薄膜属于单斜晶系,分子c-轴垂直基板排列。强的衍射峰和高有序的衍射峰意味着α-4T薄膜具有高的有序性和结晶性。电性能研究发现,提高衬底温度有利于提高薄膜的迁移率,衬底温度为35 ℃时器件迁移率为3.53×10^-2 cm²·V^-1·s^-1。但衬底温度进一步增加,迁移率反而下降,与原子力分析结果一致。低温退火可以降低器件的亚阈值陡度,从13.27 V·dec^-1降低到3.83 V·dec^-1,使器件的界面缺陷降低,电性能提高。     

La3+,Sr2+置换对Ca[(Mg1/3Nb2/3)0.6Ti0.4]O3陶瓷微波介电性能的影响

研究了La^3＋，Sr^2＋置换对Ca[（Mg1/3Nb2/3）0.6Ti0.4]O3陶瓷微观结构与微波介电性能的影响。研究结果表明：La^3＋，Sr^2＋置换改性Ca[（Mg1/3Nb2/3）0.6Ti0.4]O3系列陶瓷均形成了单一正交系的钙钛矿结构；随着置换量的增加，La^3＋改性Ca[（Mg1/3Nb2/3）0.6Ti0.4]O3陶瓷的介电常数、介电损耗下降，同时谐振频率温度系数向正的方向移动，而Sr^2＋改性陶瓷则表现出相反的规律，其主要原因在于La^3＋，Sr^2＋置换所引起Ca[（Mg1/3Nb2/3）0.6TiO4]O3陶瓷内部氧八面体结构变化上的差异。     

Nd2O3掺杂(BaSr)TiO3对陶瓷结构和性能的影响

采用常规固相反应法,以Ba0.6Sr0.4TiO3 10%MgO(BSTO)体系为基体成分,研究了Nd2O3掺杂对其显微组织结构和介电性能的影响规律,结果表明掺杂Nd2O3后,抑制了BSTO晶粒的生长;随着Nd2O3掺杂量的增加,陶瓷的晶粒尺寸变小,密度增大,材料的居里温度向负温度方向移动,并且展宽了介电峰,使材料的温度稳定性提高,此外,随着Nd2O3掺杂量的增加,材料的可调性减小,介电常数减小。