鹿角形状钛酸钡制备及其介电共振现象研究

不同形貌钛酸钡通过将氧化钛前驱体球和钡盐在碱性条件下进行水热和高温烧结制备出来,其与石蜡混合物(75 wt;)在12 GHz微波频率附近发生了介电共振现象.由于钛酸钡是晶格常数降低的顺电立方相/四方相,发生原因是电致伸缩/逆压电效应产生的弹性纵波在晶粒内部的共振吸收.不同条件制备钛酸钡晶粒尺寸(219 nm)趋于一致,共振频率相近,经过110℃水热和1100℃烧结制备的鹿角形状钛酸钡晶粒较大(657 nm)并且相互联接使得共振加强.本工作证明了通过改变钛酸钡晶粒尺寸和形貌从而改变微波介电性能.     

微波烧结制备铁酸铋陶瓷的介电性和铁电性

采用微波烧结法制备铁酸铋多铁陶瓷,研究了微波烧结时间对其显微结构、介电性和铁电性的影响.结果表明:在4 kW下烧结35～40 min制备出基本为纯相的铁酸铋陶瓷;随烧结时间增加,铁酸铋陶瓷结构越来越致密,晶粒尺寸有一定程度增大;在-10～90℃范围内,介质损耗随烧结时间增加而增大;随微波烧结时间增加,剩余极化强度增大,而矫顽场强先增加后减小,且铁电性具有明显的频率依赖性;铁酸铋陶瓷的漏电流随微波烧结时间增加而减小,这是结构致密化的结果.     

掺杂和包覆H3BO3对BZN陶瓷烧结和介电性能的影响

以Bi2O3、ZnO和Nb2O5粉末为原料,通过固相反应合成了以(Bi1.5Zn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7(BZN)为主晶相的陶瓷.分别以液相包覆法和固相混合法引入助烧剂B2O3降低BZN的烧结温度.研究了B2O3对BZN陶瓷的烧结和介电性能的影响.结果表明,液相包覆B2O3后,BZN陶瓷的烧结温度从1100℃降至900℃.H3BO3溶液的浓度为0.9 mol/L,900℃烧结3h所制BZN陶瓷的介电性能良好:εr=150,Q×f=228,τf=-362 ppm/.     

钛酸钡陶瓷制备及介电性能研究

采用钛酸四丁酯和硝酸钡为主要原料的微波辅助草酸盐沉淀法,在最佳的工艺参数下合成晶粒尺寸约为30～ 50 nm的钛酸钡粉末.再通过对纳米粉体造粒、成型、排胶和烧结等工艺处理制备钛酸钡陶瓷.研究陶瓷的最佳烧结温度与烧结时间,并且讨论其对介电性能的影响规律.利用透射电子显微镜分析粉体的形貌,XRD和扫描电子显微镜分别分析陶瓷的物相和断面形貌.结果表明,利用微波辅助草酸盐沉淀法合成的粉体制备陶瓷的烧结温度为1270℃,烧结时间为3h.并且其介电常数在室温下可达到2397.6.     

氧化钨掺杂NBT-6BT陶瓷的结构表征与介电弛豫特性研究

采用传统固相反应法制备了WO3掺杂(Na0.5Bi0.)0.94 Ba0.06 TiO3 (NBT-6BT)陶瓷.研究了WO3掺杂对陶瓷样品微观结构和介电弛豫特性的影响.微观结构分析表明:随WO3掺杂,三方-四方共存相逐渐转变为三方相;WO3掺杂对陶瓷的致密度和晶粒尺寸影响不大.随WO3掺杂,陶瓷的介电常数逐渐降低,介电峰变得更加平坦,陶瓷介电常数的温度稳定性提高.居里-外斯和修正的居里-外斯定律较好地描述了陶瓷的弥散相变特征,随WO3掺杂量的增加,弥散指数下降.探讨了该体系陶瓷介电弛豫特性的机理.     

V5+掺杂CaCu3 Ti4 O12陶瓷的 低温合成及烧结性能

采用传统固相反应法以V2O5为V5+掺杂源合成制备了CaCu3Ti4-xVxO12(CCTVO,x=0;,1;,3;,5;)陶瓷粉体,研究了V掺杂量对CaCu3Ti4O12(CCTO)物相低温合成及其低温烧结性能的影响,并对V掺杂CCTO陶瓷的低温合成机理和烧结机理进行了分析.XRD结果表明:当V掺杂量为≥1;时,在870℃煅烧20h可以完全获得CCTO物相,而未掺杂的样品则含有明显杂相,这说明V掺杂可以实现CCTO物相在低温下的合成制备.但差热分析表明,V掺杂后会提高CCTO发生固相反应的起始温度.分析认为低温下之所以实现CCTO的制备主要得益于V掺杂后会在高温煅烧过程中形成液相而增强了扩散气质和热传递效应.V掺杂量为3;的粉体在920℃相对较低温度下烧结后,具有较大的晶粒尺寸和高达92.4;的致密度,所得陶瓷在20Hz的低频率下介电常数高达2.28×105.     

NBT-KBT-xLN系陶瓷的介电与铁电性能研究

采用传统电子陶瓷工艺制备了(1-x)(0.88Na0.5Bi0.5TiO3-0.12K0.5Bi0.5TiO3)-xLiNbO3(简写为NBT-KBT-xLN)无铅压电陶瓷体系,研究了该陶瓷体系的相结构、显微结构、铁电及介电性能.结果表明:在材料组成范围内(0.02≤x≤0.08),系列试样均形成了稳定的三方相钙钛矿结构;随着LiNbO3含量的增加,系列试样的矫顽场从4.41 kV/mm显著下降至1.51 kV/mm;LiNbO3的引入对材料的介电性能作用明显,随着LiNbO3含量的增加,系列试样的铁电-反铁电相变峰明显向低温方向移动,而反铁电-顺电相变峰则表现为明显的压峰效应.     

放电等离子烧结镓掺杂氧化锌陶瓷及其电学特性研究

采用放电等离子烧结(SPS)方法烧结出了致密的掺镓氧化锌陶瓷(0.075wt; GZO).样品的烧结温度为950～1200℃,烧结时间为3～21 min,并对样品的物相、断口形貌、电学性能以及密度进行了测试和分析.结果表明,烧结条件对GZO的晶体结构没有影响,但是对样品的密度、晶粒尺寸、电阻率等性质有一定的影响.综合分析上述结果可得到用SPS方法烧结GZO陶瓷的最佳烧结工艺是烧结温度1100℃,烧结时间9 min.     

A位复合铁电陶瓷BNT-BKT-BiCoO3的介电特性

采用传统陶瓷制备工艺,制备了一种A位复合铁电陶瓷(1-x-y)BNT-xBKT-yBiCoO3,并研究了该体系陶瓷的介电性能与成分的关系以及介电性能随频率的变化规律.结果表明:所研究的组成极化后的介电常数低于极化前.极化前的介电常数和介电损耗随BiCoO3含量的增加而下降,极化前和极化后的介电常数和介电损耗都随BKT含量的增加而增加.介电常数随频率增加而降低,但降低趋势随频率增加而减慢.随BiCoO3含量的增加,在低频陶瓷介电损耗随频率的增加先降低后增加.     

Sn、Tb复合掺杂钛酸钡陶瓷的制备及介电性能研究

采用传统固相法制备Sn、Tb复合掺杂BaTb0.01SnxTi0.99-xO3(x=0、0.05、0.10、0.15)陶瓷,借助X射线衍射、扫描电镜和阻抗分析仪研究Sn、Tb复合掺杂以及Sn掺杂量对钛酸钡陶瓷结构及介电性能的影响.结果表明,掺入SnO2后仍可保持单一钙钛矿结构,并且样品晶粒细化.当Sn掺杂量为10mol;,烧结温度为1350℃时,Sn、Tb复合掺杂BaTb0.01Sn0.1Ti0.89O3陶瓷居里峰移向低温,室温介电常数显著提高,可以达到9069,介电损耗仅为0.011.     

锆钛酸钡钙压电陶瓷的晶粒尺寸效应研究进展

锆钛酸钡钙无铅压电陶瓷具有可与锆钛酸铅媲美的压电性能,受到国内外广泛关注.晶粒尺寸是影响锆钛酸钡钙陶瓷电性能的重要因素,其晶粒尺寸效应已成为研究的热点.为此,综述了粉体制备方法、烧结方法、烧结温度和保温时间对锆钛酸钡钙陶瓷的晶粒尺寸及其电性能的影响,并提出了研究中亟待解决的问题.     

La-Mn共掺杂的钛酸钡陶瓷还原再氧化研究

以MnO2为受主,La2O3为施主,采用传统高温固相法对钛酸钡陶瓷进行掺杂,并对还原气氛下烧结的样品分别在900 ℃和1000 ℃的温度下进行再氧化处理.采用XRD和电性能测试研究了镧锰共掺杂和再氧化工艺对于钛酸钡陶瓷阻温特性及微观结构的影响.结果表明:钛酸钡陶瓷的阻温特性与施主、受主的掺杂比例和烧结气氛有关;与在空气下烧结相比,在还原气氛下烧结能明显的提高施主掺杂的临界浓度,同时随着再氧化温度从900 ℃提高到1000 ℃,PTC效应明显增强.BaTiO3晶粒尺寸随着施主掺杂浓度的提高而变小.Mn离子的掺入使钛酸钡晶格结构更为紧密,阻碍了晶格内部氧离子向外部的扩散,导致了明显的PTC效应.     

钛酸锶钡陶瓷晶粒生长动力学研究

采用钛酸四丁酯、硝酸钡和硝酸锶为原料的微波水热法在70℃,10 min的工艺参数下合成钛酸锶钡纳米颗粒;通过对纳米粉体造粒、成型、排胶和烧结等工艺处理制备了钛酸锶钡陶瓷;研究了陶瓷晶粒生长动力学以及烧结温度、烧结时间对陶瓷的影响.采用透射电子显微镜和扫描电子显微镜分别对粉体的形貌和陶瓷的表面形貌进行分析.研究表明,钛酸锶钡基陶瓷晶粒生长机制可以用TPRE模型来描述,确定了晶粒生长激活能为238.6 kJ/mol,陶瓷比较适宜的烧结温度为1240℃.     

烧结升温速率对钛酸钡陶瓷压电性能的影响

采用固相反应方法在不同烧结升温速率下制备了BaTiO3陶瓷,并对陶瓷样品的晶体结构、表面形貌、介电、压电和铁电性能进行了测试和分析.结果表明:当烧结升温速率为3 ℃/min和5 ℃/min时陶瓷均为四方钙钛矿晶格结构,随升温速率的增大,四方相程度增强,材料平均晶粒尺寸减小,压电系数和铁电性能随之降低,但介电常数随之增大,当烧结升温速率为5 ℃/min介电常数最大,其值为3144.当烧结升温速率为1 ℃/min时陶瓷为正交钙钛矿晶格结构d33和Pr最大,其值为Pr=10 μC/cm2和d33=193 pC/N.     

SiO2对低温烧结压电陶瓷PMNNS的性能影响

在烧结温度为1020℃下,采用固相二步合成法制备了Pb(Ni1/3Nb2/3)0.05(Mn1/3Nb2/3)0.04(Mn1/3Sb2/3)0.01(Zr1/2Ti1/2)0.9O3(PMNNS)压电陶瓷,研究了加入不同掺杂量的SiO2对陶瓷的结构与机电性能的影响。结果表明:加入SiO2可以明显地降低烧结温度;而且当SiO2的掺杂量为0.1%时,陶瓷的性能最佳,其性能如下:d33=331 pC/N,tanδ=0.0041,kp=0.62,Qm=1326,εr=917。     

羟基磷灰石粉体的低温无压烧结行为

用热膨胀仪、X射线衍射仪和扫描电镜对沉淀法所制的羟基磷灰石(HA)粉体和其陶瓷坯体的烧结行为进行了研究。结果表明,球磨处理和粉体煅烧温度对HA坯体的烧结行为均有明显影响。球磨处理能减少粉体团聚,经球磨处理后,不同煅烧温度下的粉体粒径均小于100 nm,坯体在1050℃时收缩达到最大值,比未球磨处理时约低100℃。在相同烧结条件下,700℃、750℃和800℃煅烧粉体所得坯体最大收缩率分别为18%、21%和16.8%,最大收缩率对应温度分别为990℃、950℃和1000℃。750℃煅烧后的粉体的烧结性能最好,其坯体在1050℃无压烧结可得到相对密度98%的HA材料。     

Ba1-xSrxTiO3薄膜的Sol-gel制备技术与微结构

研究了利用钡、锶的碳酸盐代替醋酸盐作原料,采用新的Sol-gel技术制备Ba1-xSrxTiO3(BST)铁电薄膜的技术.采用碳酸钡、碳酸锶和钛酸四丁酯作原料配制BST溶胶;通过TG/DTA分析确定了BST薄膜的制膜工艺;使用XRD、SEM、AFM技术分析了薄膜的微结构.研究结果表明,采用碳酸盐作为钡、锶的原料,用冰醋酸和乙二醇甲醚混合液作溶剂,可配制出澄清透明、能长时间放置的溶胶,用此溶胶制备出了膜厚均匀、表面光洁致密、没有裂纹的全钙钛矿相的BST薄膜;采用扫描探针显微镜的压电响应模式(PFM)观察到了BST薄膜中的具有纳米结构的a畴和c畴.