A位取代对(Ca0.61Nd0.26)TiO3陶瓷烧结特性和介电性能的影响

采用常规固相反应法,以(Ca0.61Nd0.26)TiO3体系为基体成分,研究了A位取代对(Ca0.61Nd0.26)TiO3陶瓷的烧结特性和介电性能的影响规律。结果表明:Zn,Mg的A位取代,促使(Ca0.61Nd0.26)TiO3陶瓷烧结温度从1350℃降至1250℃。Zn,Mg在一定范围内A位取代(Ca0.61Nd0.26)TiO3中的Ca可形成钙钛矿结构的固溶体,Zn、Mg最大固溶度(x(Zn),y(Mg))分别不超过0.1和0.15mol。当取代量超过固溶度后,分别形成Ca2Zn4Ti15O36和MgTi2O5第二相。随Zn和Mg取代量的增加,陶瓷介电常数(εr)和谐振频率温度系数(τf)减小。陶瓷品质因数(Qf)值随Zn取代量先增后减,而随Mg取代量增加,其Qf值一直增大。Zn,Mg最佳取代分别为x(Zn)=0.15和y(Mg)=0.25,在1250℃烧结2h,[(Ca0.85Zn0.15)0.61Nd0.26]TiO3的介电性能:εr=93.60,Qf=12454GHz,τf= 150.3ppm·℃-1,[(Ca0.75Mg0.25)0.61Nd0.26]TiO3的介电性能:εr=72.48,Qf=14622GHz,τf= 108ppm·℃-1。     

低温烧结NaBi(WO4)2陶瓷的介电性能

采用固相合成法制备了NaBi(WO₄)₂(NBW)陶瓷,研究了NBW陶瓷的相结构、形貌、烧结特性和微波介电性能。NBW陶瓷在625～800℃烧结1～4 h能够致密化。X射线衍射表明在625～800℃烧结2 h的NBW陶瓷均为四方晶系白钨矿结构的单相陶瓷。随着烧结温度的提高,NBW陶瓷的介电常数、品质因数(Qf值)先增加后降低,谐振频率温度系数逐渐降低。经650℃烧结2 h获得的NBW陶瓷的介电常数为14.36,Qf值为16 503 GHz,谐振频率温度系数为-1.055×10^-5℃^-1。NBW陶瓷与银共烧反应生成Ag₂W₂O₇相,而与Au、Al共烧具备化学兼容性。     

FeCl3/共轭聚席夫碱复合材料的制备及介电性能

由戊二醛和对苯二胺通过缩合反应合成席夫碱聚合物,并将其与三聚氰胺交联构筑立体网状结构,再与氯化铁配位形成具有"海胆状"结构的FeCl_3/席夫碱复合材料,利用傅里叶红外光谱和扫描电镜对其进行表征。通过对比Fe~(3+)掺杂量分别为0.02、0.03、0.04 mol时复合材料半年前后的电导率、介电常数实部与虚部、介电损耗角正切值和科尔-科尔半圆的改变,发现静置后复合材料介电参数均大幅增长,介电弛豫从无到有,并且在刚合成时其介电常数虚部在3.664×10~6~1.000×10~7 Hz为负值,但经过静置后却转变为正值。其中,静置半年后,Fe~(3+)掺杂量为0.04 mol的席夫碱铁盐聚合物在102 Hz处的介电损耗角正切从0.02升至6.13,电导率从7.15×10~(-7)S·cm~(-1)升至2.19×10~(-5)S·cm~(-1),介电常数实部与虚部也大幅增加,介电损耗机理为二重介电驰豫。     

FeCl3/共轭聚席夫碱复合材料的制备及介电性能

由戊二醛和对苯二胺通过缩合反应合成席夫碱聚合物,并将其与三聚氰胺交联构筑立体网状结构,再与氯化铁配位形成具有"海胆状"结构的FeCl₃/席夫碱复合材料,利用傅里叶红外光谱和扫描电镜对其进行表征。通过对比Fe³⁺掺杂量分别为0.02、0.03、0.04 mol时复合材料半年前后的电导率、介电常数实部与虚部、介电损耗角正切值和科尔-科尔半圆的改变,发现静置后复合材料介电参数均大幅增长,介电弛豫从无到有,并且在刚合成时其介电常数虚部在3.664×10⁶~1.000×10⁷ Hz为负值,但经过静置后却转变为正值。其中,静置半年后,Fe³⁺掺杂量为0.04 mol的席夫碱铁盐聚合物在102 Hz处的介电损耗角正切从0.02升至6.13,电导率从7.15×10^-7 S·cm^-1升至2.19×10-5 S·cm^-1,介电常数实部与虚部也大幅增加,介电损耗机理为二重介电驰豫。     

低温烧结NaBi(WO4)2陶瓷的介电性能

采用固相合成法制备了（WO₄）₂（NBW）陶瓷,研究了NBW陶瓷的相结构、形貌、烧结特性和微波介电性能。NBW陶瓷在625~800℃烧结1~4 h能够致密化。X射线衍射表明在625~800℃烧结2 h的NBW陶瓷均为四方晶系白钨矿结构的单相陶瓷。随着烧结温度的提高,NBW陶瓷的介电常数、品质因数（Qf值）先增加后降低,谐振频率温度系数逐渐降低。经650℃烧结2 h获得的NBW陶瓷的介电常数为14.36,Qf值为16 503 GHz,谐振频率温度系数为-1.055×10-5℃^-1。NBW陶瓷与银共烧反应生成Ag₂W₂O₇相,而与Au、Al共烧具备化学兼容性。     

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添加量对BaTiO3陶瓷介电性能的影响

BaTiO₃ ceramics doped with Nd₂O₃(the additive content was respectively 0.001,0.002,0.003,0.005,0.01,0.03mol)were prepared by Sol-Gel method. Effects of Nd₂O₃ contents on the dielectric constant (ε), the dielectric loss (tanδ) ,the Curie-temperature (T_C) and the resistivity (ρ) of BaTiO₃ ceramic were studied. When Nd₂O₃ content was 0.001mol and 0.002mol, the dielectric constant was increased obviously, but the dielectric loss was also increased. When Nd₂O₃ content was 0.003mol, the dielectric constant was increased, and the dielectric loss was decreased, which was suitable for application in condenser. The resistivity was decreased obviously with the increasing of Nd₂O₃ contents, the resistivity was the smallest when Nd₂O₃ content was 0.001mol. The Curie-temperature was also decreased with the increasing of Nd₂O₃ contents.     

预烧温度对CaO-Li_2 O-Sm_2O_3-TiO_2微波介质陶瓷介电性能的影响

用固相反应法制备了CaO-Li2O-Sm2O3-TiO2(CLST)微波介质陶瓷。通过改变预烧温度(1 000~1 200℃)研究其对CLST微波介质陶瓷介电性能的影响。研究过程中,对预烧粉体与烧结陶瓷进行XRD与SEM分析,对陶瓷的介电性能εr、Q、τf进行了测试。结果表明,预烧温度对CLST微波介质陶瓷介电性能有较大影响,在预烧温度1 150℃,烧结温度1 340℃时可获得较好的介电性能:εr=112,Q=845,τf=52×10-6/℃。     

类钙钛矿新铌酸盐Ba5LaTi2Nb3O18的合成、结构与介电特性

为满足现代通信技术小型化、集成化与高可靠性的迫切要求,探索具有高介电常数、低介电损耗与低温度系数的微波介电材料引起了材料科学、化学、物理和电子科学等领域科学工作者的广泛关注,并已开发出复合钙钛矿结构的Ba(Mg1/3Ta2/3)O3、Ba(Zn1/3Ta2/3)O3和钨青铜结构的Ba6-3xLn8+2x·Ti18O54及Ba2Ti9O20等实用化的高性能材料[1～7].这类材料均由氧八面体共顶连接,而且氧八面体内(B位)、外(A位)阳离子比例等于或略大于1,由此,我们推测在B位与A位阳离子比例略小于1的类钙钛矿结构中也极有可能存在具有优良介电性能的新材料,因此对通式为AnBn-1O3n(n=5,6,7,8)的系列新化合物进行了系统的合成、结构与介电性能研究[8,9].本文报道在BaO-La2O3-TiO2-Nb2O5体系中合成的具有5层类钙钛矿结构的新铌酸盐Ba5LaTi2Nb3O18,发现该材料具有较好的介电性能.     

Bi4(Ti1/3Sn2/3)3O12掺杂BaTiO3基X8R陶瓷微观结构与介电性能

研究了Bi4(Ti1/3Sn2/3)3O12掺杂对钛酸钡基陶瓷微观结构和介电性能影响。结果表明,掺杂Bi4(Ti1/3Sn2/3)3O12后钛酸钡基陶瓷晶粒明显长大,同时烧结温度可由1 280℃降低至1 180℃。系统的介电性能和Bi4(Ti1/3Sn2/3)3O12的掺杂量有密切关系。当Bi4(Ti1/3Sn2/3)3O12的掺杂量从0.5mol%增加到2mol%,体系的居里峰被明显压低和展宽,当掺杂量为2mol%时居里峰变得不明显。当Bi4(Ti1/3Sn2/3)3O12的掺杂量从0.5mol%增加到2mol%,系统的居里温度由131℃升高至139℃。当Bi4(Ti1/3Sn2/3)3O12的掺杂量为1mol%时,钛酸钡基陶瓷介电常数为1 930,介电常数温度变化率为5%(-55℃),13%(134℃),-8%(150℃),满足X8R标准。     

钐掺杂对钛酸钡锶陶瓷结构和介电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了系列Sm掺杂的Ba(0.8-3x/2)SmxSr0.2TiO3(x=0,0.001,0.003,0.006,0.008 and 0.010)粉体及陶瓷。利用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜和精密阻抗分析表征了样品的结构和性质。X射线衍射结果表明Ba(0.8-3x/2)SmxSr0.2TiO3粉体在800℃预烧2 h后为单一的钙钛矿结构;通过对陶瓷微观形貌研究发现,Sm掺杂可以明显地抑制陶瓷晶粒生长,随着Sm掺杂量的增加,晶粒尺寸由40μm减小到2μm;居里温度随着Sm掺杂量的增加而线性降低,移动速率为10℃/mol%,室温下介电常数呈现先增加后减小的趋势,并在x=0.006时达到最大值7800。     

Nd3+，La3+共掺杂氧化钇透明陶瓷的制备及其性能

采用氨水共沉淀法制备出 Nd3+,La3+共掺杂氧化钇粉体.将粉体在1 700 ℃真空条件下烧结4h成功制备出高质量的Nd3+,La3+共掺杂氧化钇透明陶瓷.对粉体和透明陶瓷样品的显微结构、光谱特性等用XRD、SEM、UV-Vis、FL等手段进行了表征和研究.结果表明:Nd3+和La3+均匀地溶解于氧化钇晶格之中,从而使氧化钇原有晶格常数变大,有序度下降.1100 ℃煅烧后粉体颗粒大小均匀,近似球形,粒径约60 nm,粉体具有Nd3+特有的荧光发射光谱特性.烧结后,透明陶瓷晶粒均匀,粒径约22.2 μm,晶粒内和晶界处都未见气孔存在:样品(厚度为2 mm)对800 nm光的透过率高达76%;主吸收峰位于821 nm处,吸收峰半高宽为5 nm.4F3/2→4I11/2这组发射跃迁的强度最大,荧光发射主峰位于1078 nm处,适合于作为激光透明陶瓷应用.     

Li2O-Na2O-B2O3-SiO2烧结助剂对BaAl2Si2O8陶瓷结构与介电性能的影响

采用传统固相反应工艺,按化学计量比合成BaO-Al_2O3-SiO_2(BAS)-x%(w/w) Li_2O-Na_2O-B_2O3-SiO_2(LNBS)(x=0,1,2,3,4)陶瓷。研究不同LNBS烧结助剂添加量对BAS系微波介质陶瓷的结构和介电性能的影响。通过Clausius-Mossotti公式计算讨论了BAS理论与实验介电常数(εr)的差异。研究结果表明:LNBS烧结助剂中Li+进入钡长石Al3+位或单四元环(S4R)间隙,并产生了O_2-空位或Ba2+空位,从而促进BAS六方相向单斜相的转变。添加适量的LNBS烧结助剂后,BAS陶瓷的烧结温度从1 400℃降低到1 325℃,同时BAS陶瓷样品密度、品质因数(Qf)值以及频率温度系数(τf)得到改善。当x=1,烧结温度为1 325℃时,可获得综合性能相对较好的BAS陶瓷,其介电性能:Qf=35 199 GHz,εr=6.37,τf=-1.613×10-5℃-1。     

Cu2+掺杂的NdCoO3纳米材料及其气敏性能

利用柠檬酸溶胶凝胶法成功合成了Cu2+掺杂的NdCoO3纳米材料,经粉末X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征后发现,所得掺杂NdCoO3纳米材料为纯相的立方钙钛矿结构,其尺寸约为80～200纳米。将改性前后的NdCoO3纳米材料分别制作成气敏元件并对其电性能和气敏性能进行了对比研究。结果发现,Cu2+的掺杂可以明显降低NdCoO3气敏元件的电阻、提高对H2S的灵敏度。表明这种改性的NdCoO3纳米材料将来有可能成为一种H2S敏感材料,也为NdCoO3纳米材料的应用提供了一条新颖的途径。     

类钙钛矿新铌酸盐Ba4LaTiNb3O15的合成、结构与介电特性

A new niobate compound Ba₄LaTiNb₃O₁₅ has been synthesized and characterized. Through Rietveld refinement of X-ray powder diffraction data, Ba₄LaTiNb₃O₁₅ is identified as the A₅B₄O₁₅ type cation-deficient perovskites with space group of P3m1(164) and lattice constants a=0.572 38(1) nm, c=1.169 48(1) nm, V=0.331 81(1) nm³, and Z=1. The crystal structure can be described as consisting of identical perovskite-like blocks, four corner-sharing (Ba,La)O₆ octahedra thick, separated by layers of vacant octahedral. The (Ba,La)-O bond lengths range from 0.267 to 0.321 nm and the (Ti,Nb)-O bond lengths range from 0.175 to 0.213 nm. The Ba₄LaTiNb₃O₁₅ ceramic has a high dielectric constant of 53.3, high quality factors (Q) 3 650 (at 6.402 5 GHz), and low temperature variation of resonant frequency (τ_f) +69.3 × 10^-6 K^-1.     

Eu3+、Ga3+共掺杂SiO2基质材料的制备及其发光性质

通过溶胶-凝胶方法制备了稀土离子Eu³⁺和Ga³⁺共掺杂的SiO₂材料;利用IR、XRD等研究了材料的结构,结果表明材料属于非晶态,800 ℃退火后样品的主要结构仍为SiO₂的网状结构。400 ℃退火的样品在393 nm激发下发射光谱显示了Eu³⁺的特征发射光谱,产生3条明显谱带,分别是576 nm(⁵D₀-⁷F     

类钙钛矿新铌酸盐Ba6LaTi3Nb3O21的合成、结构与介电特性

A New Niobate Ba₆LaTi₃Nb₃O₂₁ was synthesized by high temperature solid state reaction in the BaO-La₂O₃-TiO₂-Nb₂O₅ system. The chemical compositions, crystal structure, microstructure, density and melting point of the new compound were characterized by EPMA, XRD, DTA and so on. Ba₆LaTi₃Nb₃O₂₁ crystallizes the rhombohedral system with unit cell parameters a=0.57388(2) nm, c=4.928 3(3) nm, and space group R3m, Z=3. The structure may be described as six (Nb,Ti)O₆ octahedra corner-sharing along c-axis to form perovskite layer connected by Ba atoms. The Ba₆LaTi₃Nb₃O₂₁ ceramics exhibits high dielectric of 74.1, low dielectric loss of 4.7×10^-4 and small temperature coefficient of dielectric constant of -69 ppm·K^-1 at 1 MHz due to its close structure and relative high dielectric polarizabilities of Ba²⁺, La³⁺, Ti⁴⁺ and Nb⁴⁺. Ba₆LaTi₃Nb₃O₂₁ might be a suitable candidate of high ε_r microwave dielectric ceramics.