掺镍钛酸钡纳米粉体及其陶瓷的溶胶-凝胶制备

目的研究焙烧温度和烧结温度对由溶胶-凝胶法制备的掺镍钛酸钡样品微结构及介电性能的影响。方法采用溶胶-凝胶法制备了掺镍钛酸钡粉体及其陶瓷,通过FT-IR,XRD,SEM和TEM对干凝胶粉体、预烧粉体以及陶瓷进行了表征,并测定陶瓷的介电性能。结果采用溶胶-凝胶法可制备纳米级(30~80 nm)掺镍钛酸钡粉体及其细晶陶瓷(1~3μm);较高的焙烧温度有利于四方相钛酸钡的形成和晶粒的长大,但降低了陶瓷的介电常数;较高的烧结温度有利于陶瓷居里点介电常数的提高,合适的焙烧温度及烧结温度分别为800℃和1 300℃。结论溶胶-凝胶法可制得组成均匀、性能优异的介电材料,是制备多组分掺杂钛酸钡陶瓷的理想方法。     

溶胶-凝胶法制备(Ba_(0.7)Sr_(0.25)Cd_(0.05))TiO_3纳米粉体

以钛酸丁酯、硝酸锶、硝酸镉、乙酸钡为原料,采用溶胶-凝胶法制备了(Ba0.7Sr0.25Cd0.05)TiO3纳米粉体,讨论了溶胶-凝胶过程中水的加入量、冰乙酸加入量及烧结温度对形成纳米粉体的影响,得到了优化实验条件,并用XRD、SEM、TEM、TG-DTA等检测手段对产品的微观结构及形貌进行了表征分析.结果表明:所制得的(Ba0.7Sr0.25Cd0.05)TiO3纳米粉体与BaTiO3主峰相吻合;在950℃煅烧2 h所得粉体分布均匀、外形为近似球形,其平均晶粒尺寸约46 nm左右.     

BaNd0.01Ti1.02O3陶瓷的制备及其介电性能

目的研究钛过量对溶胶-凝胶法制备的掺钕钛酸钡粉体及其陶瓷的相组成、显微结构和介电性能的影响。方法采用溶胶-凝胶法制备BaNd0.01Ti1.02O3纳米晶粉体及其陶瓷，通过TEM，SEM，XRD等对钛酸钡基纳米晶粉体及其陶瓷的相组成和显微结构进行了表征，并测定陶瓷的介电性能。结果溶胶-凝胶法合成出BaNd0.01Ti1.02O3纳米晶粉体(35—50nm)，主晶相为立方相，在1350℃／2h烧结后为四方相细晶陶瓷，其居里温度为100℃，最大介电常数为8596，介电损耗为0．014。结论溶胶-凝胶法可制得BaNd0.01Ti1.02O3纳米晶粉体及其细晶陶瓷，钛过量可改善陶瓷的微观形貌和介电性能。     

掺锰改性(Bi_(0.5)Na_(0.5))_(0.94)(Ba_(0.5)Sr_(0.5))_(0.06)TiO_3压电陶瓷的性能和微结构

采用传统陶瓷生产工艺制备了新型(Bi0.5Na0.5)0.94(Ba0.5Sr0.5)0.06Ti O3 x(wt%)MnO2体系无铅压电陶瓷,研究了陶瓷的晶相结构、表面形貌、压电和介电性能.结果表明,该体系具有单一的钙钛矿结构;具有良好的压电性能,其压电常数d33为101pC/N,机电耦合系数kp为0.21,机械品质因素Qm为192,且具有较低的介质损耗(tanδ=0.0217).在1200℃,2h的烧结条件下,能够获得致密的陶瓷体;MnO2的添加量对晶粒生长具有一定的限制作用,随着Mn元素的含量增加,晶粒尺寸变大;与不添加Mn元素的陶瓷样品相比,添加少量Mn元素可以使晶粒尺寸变小,且更均匀.     

Ba_(1-x)Ca_xZr_(0.2)Ti_(0.8)O_3陶瓷的晶体结构、储能性能及其极化机理

采用柠檬酸盐法制备名义组成为Ba_(1-x)Ca_xZr_(0.2)Ti_(0.8)O_3(x=0、0.05、0.10)的陶瓷材料,分析了不同钙含量对陶瓷样品结构及储能性能的影响。结果表明,x=0和x=0.05的陶瓷材料显微结构均呈现出双峰式晶粒尺寸分布,而x=0.10的陶瓷样品晶粒大小分布均匀;随着钙含量增加,Ba_(1-x)Ca_xZr_(0.2)Ti_(0.8)O_3晶格常数逐渐减小,晶体结构呈现单一钙钛矿相,当x=0.10时,陶瓷样品储能性能恶化;陶瓷材料储能性能与缺陷偶极子诱导的极化团簇转向行为有关。通过分析介电常数、介电损耗和交流电导率随测试频率的变化规律,证实了样品中极化实体的极化行为与氧空位跃迁存在关联。     

Ba_(1-x)Sr_xTiO_3·yLa_2O_3固溶体的合成、结构与性能

用化学掺杂方法合成了Ｂａ１－ｘＳｒｘＴｉＯ３和Ｂａ０９Ｓｒ０１ＴｉＯ３·ｙＬａ２Ｏ３（０≤ｘ≤１,０≤ｙ≤０３）系列固溶体超细粉末。ＸＲＤ证实,当ｘ＝１,ｙ＝０时,为四方晶系ＢａＴｉＯ３纯相,当０＜ｘ＜１,０＜ｙ≤０３时,得到一系列完全互溶固溶体,结果符合Ｖｅｇａｒｄ定律。ＳＥＭ观察粒子为球形,大小均匀,粒度０２～０３μｍ,制陶实验发现,钛酸钡经化学掺杂后,室温介电常数显著提高,当ｘ＝０１,ｙ＝００２时,ε可达３００００,比ＢａＴｉＯ３纯相的室温介电常数提高２０倍。     

(Na_(0.5)Bi_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)Ti_(1-x)Zr_xO_3(x=0-0.05)压电陶瓷的制备及其电学性能研究

采用固相合成法制备了(Na_(0.5)Bi_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)Ti_(1-x)Zr_xO_3(x=0-0.05)压电陶瓷,通过XRD、SEM和电学性能测试方法研究了不同含量ZrO_2对陶瓷样品结构和性能的影响.XRD分析发现,ZrO_2的掺杂没有改变陶瓷的钙钛矿结构,但Zr元素的掺杂使得晶胞参数减小;SEM图片显示,随着ZrO_2的加入,样品平均晶粒尺寸减小,且晶粒尺寸分布更加均匀;ZrO_2的加入显著影响了样品的电学性能,随着ZrO_2的加入,室温剩余极化强度(P_r)、矫顽场(E_c)和压电常数(d_(33))都先增加后减小,当x=0.01时P_r和E_c分别达到最大值35.7μC/cm~2和4.72kV/mm,当x=0.03时d_(33)达到最大值144pC/N;随着ZrO_2的加入,陶瓷样品常温介电常数增大,退极化温度T_d逐渐下降,且各样品都具有典型的弛豫特性.     

掺硅钛酸钡纳米粉体及其陶瓷的制备和表征

目的 制备均匀的掺硅BaTiO3纳米粉体及其高介电常数和高介电温度稳定性的钛酸钡基陶瓷.方法 采用溶胶-凝胶(sol-gel)法制备掺硅钛酸钡基纳米粉体及其陶瓷样品,通过XRD,TEM和SEM对它们进行表征,并测试陶瓷的介电性能.结果 采用sol-gel制得纳米级(～50 nm)掺硅BaTiO3粉体,主要相组成为立方相,当掺硅摩尔分数增加到0.10时,有Ba2TiSi2O8新相生成;烧结后的掺硅钛酸钡陶瓷主要相组成为四方结构;当掺硅摩尔分数为0.003,陶瓷的室温介电常数为4 081,介电损耗为0.004,而且ε-T曲线比较平坦,介电温度稳定性较好.结论 采用sol-gel可制得掺硅的钛酸钡纳米粉体和具有高介电常数和高介电温度稳定性的钛酸钡基陶瓷,温度稳定性满足Z5U(E)特性.     

锆钛酸钡陶瓷的溶胶凝胶法制备与性能

采用溶胶凝胶法制备了Ba(ZrxTi1-x)O3(X=0.04、0.07、0.10、0.13)亚微米粉体,XRD物相分析证明其为完全互溶取代固溶体粉末。该粉末可在1 340℃下烧结成瓷,对该系列固溶体材料的介电性能用LCR测量仪进行了测试分析,结果表明:材料的介电常数随Zr掺杂量的增多呈上升趋势,在X=0.10达到极值。材料的居里点温度随Zr掺杂量的增多向室温方向呈线性偏移。SEM分析表明,随Zr掺杂量的增多材料的晶粒尺寸有明显的降低,说明Zr掺杂对晶粒长大有抑制作用。     

溶胶-凝胶法制备掺铋(Ba_(0.65)Sr_(0.35))TiO_3薄膜的结晶特性研究

采用改进的溶胶-凝胶(sol-gel)工艺制备了掺Bi(Ba0.65Sr0.35)Ti O3(简称BSTBi)薄膜.XRD研究结果表明,BST系列薄膜具有单一钙钛矿结构;AFM测试结果表明BST薄膜表面平整致密,无裂纹.表面均方根粗糙度约为3～6.5nm,晶粒大小分布均匀,直径约为50～75nm.随着热处理温度的提高,BST薄膜的晶粒变大,表面粗糙度变大.     

纳米CuO掺杂(Ba0.87Ca0.09Sr0.04)(Ti0.90Zr0.04Sn0.06)O3基Y5V陶瓷的制备与表征

目的以纳米CuO作为烧结助剂制备(Ba0.87Ca0.09Sr0.04)(Ti0.90Zr0.04Sn0.06)O3陶瓷(BC-STZS),研究纳米CuO的用量及烧结温度对BCSTZS陶瓷的微观形貌以及介电性能的影响,以期获得低烧Y5V型陶瓷材料。方法采用固相法掺入纳米CuO制备一系列的BCSTZS陶瓷。通过XRD,TEM和SEM对样品进行表征,并测试陶瓷的介电性能。结果在低温烧结时,陶瓷的密度和介电常数随CuO掺杂量的增加而增大,纳米CuO可以将BCSTZS陶瓷的烧结温度降低到1 150℃。当纳米CuO含量为1.5%(质量分数)时,BCSTZS陶瓷材料满足EIA Y5V标准,其εmax=8 690,介质损耗为1.67%,绝缘电阻率为5×1013Ω.cm。结论采用纳米CuO为助烧剂制备的BCSTZS陶瓷具有气孔率小、密度较大,晶粒大小一致且分布均匀的特点,采用该方法可以在低温下得到满足Y5V标准的BSCTZS基陶瓷材料。该研究具有重要的应用前景。     

0.94(Bi0.5Na0.5)TiO3-0.06Ba(Zr0.25Ti0.75)O3陶瓷的制备、表征与热释电性能

以BaCO3、Na2CO3、TiO2、ZrO2和Bi2O3为原料,通过固相反应法合成了铁电粉末材料0.96(Bi0.5Na0.5)TiO3-0.04Ba(Zr,Ti)O3(BNT-BZT),采用常压烧结法制备了BNT-BZT陶瓷片.考察压力和烧结温度对陶瓷致密性的影响,并对BNT-BZT粉末和陶瓷片的结构、形貌和成分进...     

锆钛酸钡钙铁电薄膜的制备及性能研究

利用溶胶-凝胶(sol-gel)法,在Pt/TiO_2/SiO_2/Si衬底上制备出无铅钙钛矿结构薄膜Ba_(0.8)Ca_(0.2)-Zr_(0.05)Ti_(0.95)O_3。溶胶液旋涂后进行前烘时,温度由室温缓慢上升至200℃有利于得到表面较为平整的薄膜。通过XRD、铁电测试仪和AFM对薄膜微观结构及电学性能进行表征,研究退火温度、退火时间等退火工艺对薄膜晶体结构与电学性能的影响。实验结果表明在退火温度和退火时间分别为700℃、11 min时,得到具有饱和极化值、剩余极化值分别为19.6μC/cm~2和5.6μC/cm~2的BCZT钙钛矿结构铁电薄膜。     

Sol-gel法制备(Ba0.95Ca0.05)(Sn0.05Ti0.95)O3薄膜及升温速度对形貌的影响

用溶胶 -凝胶法制备了光滑的 (Ba0 .95Ca0 .0 5) (Sn0 .0 5Ti0 .95)O3(以下称BCST)薄膜。研究了热处理的升温速率和处理温度对薄膜形貌的影响。SEM测试结果表明快速升温和低温 (刚高出成晶温度 )有利于获得好质量的BCST薄膜。