沉淀剂对ZnO压敏陶瓷缺陷结构和电气性能的影响

研究了不同沉淀剂(NH₄HCO₃和NaOH)对共沉淀法制备的ZnO压敏陶瓷性能的影响. 结果表明: 不同的沉淀剂对ZnO压敏陶瓷的微观结构及电气性能有明显的影响. 其中陶瓷微观结构的变化主要由沉淀剂本身的性质引起; 而电气性能的改变除了与微观结构相关外, 主要受不同沉淀剂对陶瓷晶界势垒参数的影响; 此外, 沉淀剂NaOH引入的Na⁺作为施主杂质离子掺杂ZnO压敏陶瓷, 增加晶粒中的自由电子浓度, 因此本征缺陷(锌填隙和氧空位)浓度受到抑制, 而锌填隙浓度相对于氧空位而言对施主离子掺杂更为敏感. 由此, 采用共沉淀法制备ZnO压敏陶瓷粉体时, 沉淀剂种类的选择很重要, 即使微量的杂质也会引起压敏陶瓷性能的较大改变, 应尽可能避免杂质离子的引入. 关键词： ZnO压敏陶瓷 缺陷结构 沉淀剂 介电性能     

ZnO压敏陶瓷中缺陷的介电谱研究

从理论上证明了介电松弛过程在介电谱上等效于电子松弛过程,认为室温下10⁵Hz处特征损耗峰起源于耗尽层处本征缺陷所形成的电子陷阱.在-130—20℃范围内测量了三种配方ZnO陶瓷的介电频谱,发现ZnO压敏陶瓷室温下10⁵Hz处的特征损耗峰在低温下分裂为两个特征峰,认为它们起源于耗尽层中的本征缺陷(锌填隙或/和氧空位)的电子松弛过程.发现ZnO-Bi₂O₃二元系陶瓷特征峰仅仅由锌填隙引起,而ZnO-Bi_{2关键词： ZnO压敏陶瓷 本征缺陷 介电谱 热处理}     

ZnO-Bi2O3系压敏陶瓷的导电过程与等效势垒高度

研究了ZnO-Bi2O3系压敏陶瓷等效势垒高度φeff随着归一化电压的变化规律,发现等效势垒高度φeff随着归一化电压的增加先逐渐增大,达到最大值后持续下降.由于在外加电压作用下反偏势垒高度高于正偏势垒高度,等效势垒高度φeff主要取决于反偏势垒.因此,这种变化规律说明了ZnO压敏陶瓷晶界的导电过程可能存在三个阶段.在低归一化电压区,晶界区域中的电子从正偏势垒区注入到晶界无序层的速率低于电子从晶界无序层抽出到反偏势垒区的速率,从而导致等效势垒高度随着归一化电压的增加逐渐增大.在中等归一化电压区,电子从正偏势垒区注入到晶界无序层的速率和电子从晶界无序层抽出到反偏势垒区的速率相平衡,等效势垒高度达到最大值.在高归一化电压区,电子从正偏势垒区注入到晶界无序层的速率高于电子从晶界无序层抽出到反偏势垒区的速率,等效势垒高度随着归一化电压的增加逐渐下降,直至晶界击穿.同时分析了等效势垒高度φeff对泄漏电流IL的影响,发现泄漏电流与等效势垒高度差Δφ呈指数关系.     

ZnO-Bi2O3系压敏陶瓷的晶界电子结构

测量了ZnO-Bi₂O₃系压敏陶瓷在不同温度下的介电频谱,基于压敏陶瓷介电特征损耗峰起源于耗尽层内本征缺陷电子松弛过程的理论,计算了ZnO的本征缺陷结构,并进一步求出了晶界的微观电参数和宏观单晶界击穿电压.单晶界击穿电压的理论值与实验测量值符合得很好,这表明本文建立的基于介电谱计算本征缺陷的方法是有效的. 关键词： ZnO压敏陶瓷 晶界电子结构 介电谱     

+3价离子掺杂钨酸铅晶体发光性能和微观缺陷的研究

通过透射光谱、x射线激发发射光谱（XSL）的测试，研究了Bridgman法生长的几种不同+3价离子掺杂钨酸铅晶体的发光性能，并利用正电子湮没寿命谱（PAT）和x光电子能谱（XPS）的实验手段，对不同钨酸铅晶体的微观缺陷进行研究.实验表明，不同的+3价离子掺杂，对钨酸铅晶体发光性能的改善不同，并使得晶体中正电子俘获中心和低价氧的浓度发生不同变化.其中掺镧晶体的正电子俘获中心和低价氧浓度均上升，而掺钇和掺铋晶体的正电子俘获中心和低价氧浓度均下降，掺锑晶体则出现了正电子俘获中心浓度上升、低价氧浓度下降的情况.提 关键词： 钨酸铅晶体 +3价离子掺杂 正电子湮没寿命谱 x光电子能谱     

ZnO-Bi2O3系压敏陶瓷的导电过程与等效势垒高度

研究了ZnO-Bi₂O₃系压敏陶瓷等效势垒高度_eff随着归一化电压的变化规律，发现等效势垒高度_eff随着归一化电压的增加先逐渐增大，达到最大值后持续下降.由于在外加电压作用下反偏势垒高度高于正偏势垒高度，等效势垒高度_eff主要取决于反偏势垒.因此，这种变化规律说明了ZnO压敏陶瓷晶界的导电过程可能存在三个阶段.在低归一化电压区，晶界区域中的电子从正偏势垒区注入到晶界无序层的速率低于电子从晶界无序 关键词： ZnO压敏陶瓷 归一化电压 等效势垒高度 导电过程     

Al掺杂对Ca_2Co_2O_5结构、电子性质与磁性质的影响研究

采用密度泛函理论模拟分析的方法在赝势法平面波电子波函数的基础上研究了掺杂Ca_2Co_2O_5基体系复合氧化物的微细电子状态,并分析了其晶体结构、能带结构、亚层间及亚层内相互作用及跃迁过程的变化.结果表明,CaCoO层Al掺杂之后晶格a轴和b轴略有收缩,而c轴保持不变,且引起相对能量升高,稳定性较纯Ca_2Co_2O_5有所降低.两种Ca_2Co_2O_5基复合氧化物材料均为金属型能带.掺杂引起d电子对Ca_2Co_2O_5材料电性能的影响弱化,而p电子的影响得到强化.经过Al掺杂之后CoO层在电性能中发挥的作用增大,CaCoO层发挥的作用减小,CoO层中的Co和O对电性能的影响大幅度增强.     

CaCu3Ti4O12陶瓷的微观结构和电学性能

利用传统的固相反应工艺,在不同的烧结温度下制备了一系列的CaCu3Ti4O12陶瓷样品,考察了其微观结构以及介电和复阻抗方面的电学性质.研究发现这些样品在微观结构方面可分为三种类型,高介电性与微观结构有着密切的关联性.室温下,样品的低频介电常数随陶瓷晶粒尺寸的增大而提高.随着测试温度的升高,不同微观结构类型的样品呈现出不同的电学性质的变化,但其中也存在着一些相同的特征.高温下,介电频谱呈现出一个低频介电响应和两个类Debye型弛豫色散,复阻抗谱呈现出三个Cole-Cole半圆弧.将实验上观测到的电学性质的起因归于陶瓷多晶微结构中的晶畴、晶界和晶粒内的缺陷.     

Nb2O5掺杂的氧化锌陶瓷导电特性研究

研究了Nb2O5掺杂的ZnO陶瓷在低温下导电特性,结果表明,低温状态下,随着Nb2O5掺杂量的增加,ZnO电阻率降低,不同温度下烧结的ZnO样品,烧结温度越高,电阻率愈小,同一烧结温度下,不同烧结时间的ZnO样品,随着烧结时间的增加,电阻率愈小.     

蓝宝石衬底上Gd2O3掺杂CeO2氧离子导体电解质薄膜的生长及电学性能

采用反应磁控溅射方法,在(0001)蓝宝石单晶衬底上,制备了纳米多晶Gd₂O₃掺杂CeO₂(GDC)氧离子导体电解质薄膜,采用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)对薄膜物相、结构、粗糙度、表面形貌等生长特性进行了表征,利用交流阻抗谱仪测试了GDC薄膜不同温度下的电学性能;实验结果表明,GDC薄膜为面心立方结构,在所研究的衬底温度范围内,均呈强(111)织构生长;薄膜表面形貌随衬底温度发生阶段性变化：衬底温度由室温升高到300℃时, 关键词： 2O₃掺杂CeO₂电解质薄膜')" href="#">Gd₂O₃掺杂CeO₂电解质薄膜 反应磁控溅射 生长特性 电学性能     

Bi0.5Ba0.5Fe0.5Ti0.49Nb0.01O3热敏陶瓷的微结构和电学性能研究

采用固相合成工艺,制备了Bi_05Ba_05Fe_05Ti_049Nb_001O₃（BBFTN）热敏陶瓷,借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、阻温测试仪和交流阻抗谱考察其微结构、直流电阻、介电特性、阻抗和电学模量方面的电学性能. 结果表明：BBFTN材料依然为立方钙钛矿结构,平均晶粒尺寸约为10 μm,晶格常数相对于BaTiO₃的晶格常数有所变大;室温电 关键词： 05Ba_05Fe_05Ti_049Nb_001O₃')" href="#">Bi_05Ba_05Fe_05Ti_049Nb_001O₃ 微结构 电学性能     

掺钇钨酸铅晶体发光性能和微观缺陷的研究

通过透射谱、X射线激发发射谱（XSL）的测试，研究了Bridgman法生长的掺钇钨酸铅晶体的发光性能，并利用正电子湮没寿命谱（PAT）和X光电子能谱（XPS）实验手段，对掺钇钨酸晶体的微观缺陷进行研究。实验表明，钇掺杂能够提高钨酸铅晶体的发光快成分比例，并使得晶体中的正电子俘获中心浓度下降，低价氧浓度下降。提出掺钇钨酸铅晶体中钇的掺杂主要以Y^3 占据VPb的形式存在。Y^3 占据VPb可能是钨酸铅晶体吸收边得到改善的原因，而由于晶体内低价氧浓度的减少，作为绿光发光中心的（WO3＋O^-)基团的减少可能会使发光快成分比例有所增加。     

Yb:Y2O3透明陶瓷的光学性能研究

介绍了一种基于纳米粉末真空烧结技术的新型固体激光材料--Yb:Y2O3多晶陶瓷的制备工艺、物理化学特性、能级结构和光谱特性,并与Yb:YAG单晶进行了对比.采用紧凑型有源镜激光器(CAMIL)的抽运方式,验证了Yb:Y2O3透明陶瓷的激光输出性能.在35W的最大抽运功率下,得到波长1078 nm,功率10.5 W的连续激光输出.斜率效率达到37.5%.实验中还观察到激光输出波长随抽运功率增加而红移以及随输出耦合镜变化而漂移的现象.Yb:Y2O3多晶陶瓷是一种理想的激光材料,不仅具有与Yb:YAG单晶同样优秀的物理化学性能和光谱特性,而且其热导率和发射带宽约为Yb:YAG单晶的两倍,非常适合于高亮度激光器和超短脉冲激光器领域的发展应用.     

α-Al_2O_3透明陶瓷的发光及热释光特性

采用传统无压烧结工艺,以MgO为烧结助剂,制备出了透明性良好的α-Al2O3透明多晶陶瓷,测定了其吸收光谱、荧光光谱、激发光谱,并做了热释光测试.结果表明,吸收光谱存在192nm和225—250nm吸收峰,分别对应于F色心和F+色心.在荧光光谱的410nm处发现有明显的发射峰.结合对其激发光谱的研究,证明了对应于F和F+色心.热释光谱中存在368,456,614K三个热释光峰,其中456K的峰值是受热激发的电子与F+色心复合产生的.     

Nb2O5掺杂对提高钨酸铅晶体发光性能的微观研究

通过透射谱、X射线激发发射谱(XSL)的测试，研究了布里奇曼(Bridgman)法生长的掺铌钨酸铅晶体的发光性能，并利用正电子湮没寿命谱(PAT)和X射线光电子能谱(XPS)的实验手段，对其微观缺陷进行了深入研究。结果表明，铌掺杂能够有效地改善钨酸铅晶体的350nm吸收带，提高钨酸铅晶体的发光快成分比例，并使得晶体中的正电子捕获中心浓度上升，低价氧浓度上升。提出掺铌钨酸铅晶体中Nb^5 将占据W^6 格位并使得晶体内部分(WO4)^2-根团成为(NbO3 Vo)^-，由此可改善钨酸铅的发光性能。     

CaCu3Ti4O12陶瓷的微观结构和电学性能

利用传统的固相反应工艺，在不同的烧结温度下制备了一系列的CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷样品，考察了其微观结构以及介电和复阻抗方面的电学性质.研究发现这些样品在微观结构方面可分为三种类型，高介电性与微观结构有着密切的关联性.室温下，样品的低频介电常数随陶瓷晶粒尺寸的增大而提高.随着测试温度的升高，不同微观结构类型的样品呈现出不同的电学性质的变化，但其中也存在着一些相同的特征.高温下，介电频谱呈现出一个低频介电响应和两个类Debye型弛豫色散，复阻抗谱呈现出三个Cole-Cole半圆弧.将实验上观测到的电学性质的起因归于陶瓷多晶微结构中的晶畴、晶界和晶粒内的缺陷. 关键词： 3Ti₄O₁₂')" href="#">CaCu₃Ti₄O₁₂ 微观结构 电学性质     

(Ta_2O_5)_(1-x)(TiO_2)_x陶瓷结构相变研究

采用固相反应技术制备了x分别为 0 0 5、0 0 8和 0 1 1的 (Ta2 O5) 1-x(TiO2 ) x 陶瓷 ;在室温至 6 0 0℃范围内 ,测量了这些陶瓷样品的拉曼光谱随温度的变化。随着温度的升高 ,拉曼光谱中位于 35～38cm- 1的最低频移的声子模发生软化 ,并随之发生结构相变。拉曼光谱和实验结果都表明 :组分x分别为0 0 5、0 0 8和 0 1 1的 (Ta2 O5) 1-x(TiO2 ) x 陶瓷分别在 36 0、4 5 0和 5 4 0℃发生了由三斜至单斜相的结构相变。上述结论得到了 (Ta2 O5) 0 92 (TiO2 ) 0 0 8单晶热膨胀系数测量数据的支持。     

Y_2O_3和Gd_2O_3对含La_2O_3硼酸盐玻璃析晶性能的影响

用差热分析（ＤＴＡ）、Ｘ射线衍射分析（ＸＲＤ）方法研究了Ｙ２Ｏ３和Ｇｄ２Ｏ３对７０Ｂ２Ｏ３２５Ｌａ２Ｏ３５ＺｎＯ（ｍｏｌ％）玻璃析晶性能的影响；用梯温炉测定比较了Ｙ２Ｏ３和Ｇｄ２Ｏ３对玻璃失透倾向的影响；用红外光谱（ＩＲ）研究了Ｙ２Ｏ３和Ｇｄ２Ｏ３在玻璃中的结构作用。结果表明，适量用Ｙ２Ｏ３或Ｇｄ２Ｏ３取代Ｌａ２Ｏ３可以减轻玻璃的失透倾向，但没有改变玻璃的析晶相。玻璃的析晶相是ＬａＢ３Ｏ６，Ｙ２Ｏ３和Ｇｄ２Ｏ３在玻璃结构中为网络修饰体。玻璃的折射率ｎｄ高于１．７０，色散系数υ低于５５。     

氮自掺杂Ta_2O_5微球制备及其光催化性能研究

我们采用水热法合成了具有可见光吸收的非金属自掺杂N-Ta_2O_5多孔微球光催化剂.并通过X射线粉末衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见分光光度计(UV-vis)等多种表征手段对自掺杂N-Ta_2O_5的晶体结构、形貌、组分等进行了测试分析.XRD结果表明,Ta N可以在HF溶液中完全氧化为Ta_2O_5,N掺杂可以通过N与O原子的轨道杂化使Ta_2O_5的带隙从4.0 eV降低为2.2 eV,从而增强其可见光吸收.高催化活性的N-Ta_2O_5可通过调控其结晶度来实现.     

Er~(3 )∶Y_2O_3透明陶瓷制备及发光性质研究

以Y2O3为基质材料,掺杂不同含量的Er3 ,采用共沉淀法制备出性能良好的Er3 ∶Y2O3纳米粉,并将粉体在1700℃和真空度为1×10-3Pa下烧结8h得到Er3 ∶Y2O3透明陶瓷。用X射线衍射仪(D/MAX-RB)、透射电子显微镜(EM420)、自动记录分光光度计(DMR-22)、荧光分析仪(F-4500)和发射波长为980nm的半导体激光器分别对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究。结果表明:Er3 完全固溶于Y2O3的立方晶格中,Er3 ∶Y2O3粉体大小均匀,近似球形,尺寸约40～60nm左右。Er3 ∶Y2O3透明陶瓷相对密度为99.8%,在长波长范围内其透光率超过60%,在波长为980nm的激光下有两个上转换发光带,其中绿色发光中心波长位于562nm,红色发光中心波长位于660nm,分别对应4S3/2/2H11/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2的跃迁;随着铒浓度的提高颜色从绿色向红色转变,Er3 的掺杂浓度不宜超过2%,超过这个范围,对材料发光强度的增强作用反而很小。