Mn掺杂对BST热释电陶瓷性能的影响

采用常规电子陶瓷工艺,制备了不同Mn掺杂含量的钛酸锶钡(BST)陶瓷,分别用X-射线衍射(XRD)和显微镜对其进行了表征,讨论了Mn掺杂对BST材料性能的影响。结果表明,适量的Mn掺杂,对介电常数影响不大,但可明显降低材料的介电损耗;其铁电性能变差,但热释电性能变好。最终可制备出最低损耗达0.4%、介电常数为3 200、热释电系数达20×10-8C.cm-2.K-1的样品。     

添加Bi_4Ti_3O_(12)对BST陶瓷性能的影响

采用固相法制备了添加Bi4Ti3O12(BIT)的(Ba0.71Sr0.29)TiO3(BST)陶瓷,研究了BIT的加入量对所制BST陶瓷的微观结构和介电性能的影响。结果表明:随着BIT添加量的增加,BST陶瓷的晶粒尺寸先减小后增大,相对介电常数(εr)逐渐减小,介质损耗(tanδ)先减小后增大。当添加质量分数26%的BIT于1 120℃烧结,制得的BST陶瓷综合性能较好:εr为1 700,tanδ为0.006,容温特性符合X7R的要求,耐直流电压强度为5.0×103V/mm。     

三氧化二钕掺杂量对低温烧结BST陶瓷介电性能的影响

采用固相法,研究了Nd2O3掺杂量对ZBS玻璃添加的Ba0.65Sr0.35TiO3(BST)基低温烧结的陶瓷的物相组成、显微结构及介电性能的影响。结果表明:Nd2O3的掺杂并没有改变低温烧结的BST基陶瓷的物相结构,仍为单一钙钛矿结构。随着Nd2O3掺杂量的增大,BST基陶瓷的介电常数先增大然后减小,介质损耗先减小然后增大。当Nd2O3添加质量分数为1.5%,烧结温度为975℃时,BST基陶瓷的综合性能较好,此时相对介电常数为667,介质损耗为0.01,在–30~+85℃容温变化率为–35.2%~14.8%。     

掺杂Y2O3对BaSrTiO3介质瓷性能的影响

以碳酸钡、碳酸锶和二氧化钛等为原料,Y2O3为掺杂剂,制得了BaSrTiO3系介质瓷。用Automatic LCR Meter 4225测试了1 kHz条件下试样的电容量C和介质损耗因数D,并测试了–30～+125℃试样的C和tgδ,得到了试样相对介电常数εr及εr和tgδ随温度的变化曲线。结果表明,在室温下,试样的相对介电常数最大值εr max不小于5 500,tgδ的最小值不大于16×10–4。     

CaTiO_3掺杂对BST铁电电容器陶瓷性能的影响

采用固相法制备了CaTiO3掺杂的(Ba0.65Sr0.35)TiO3(BST)陶瓷,研究了CaTiO3掺杂量对BST电容器陶瓷介电性能和微观结构的影响。结果表明:随着CaTiO3掺杂量的增加,BST陶瓷的相对介电常数(εr)先增大然后减小然后增大,介质损耗(tanδ)和交流耐压强度(Eb)先增大然后减小。当CaTiO3掺杂量为摩尔分数10%时,BST陶瓷的综合介电性能较好:εr为4480,tanδ为0.022,Eb为5.8×103V/mm(AC),容温特性符合Y5U特性。     

稀土氧化物掺杂对BST陶瓷热释电性能的影响

采用轧膜成型工艺制备了掺杂有稀土氧化物的钛酸锶钡(BST)陶瓷,研究了不同稀土(Sc,Y,La,Ce,Pr,Nd和Sm)氧化物掺杂对其微观形貌、介电性能和热释电性能的影响。结果表明,Sc掺杂大幅降低了BST陶瓷的εr,严重劣化了BST陶瓷的热释电性能,并引起了长条状晶粒在BST陶瓷中的出现;Y掺杂则显著提高了BST陶瓷的热释电性能,并最终获得了εr为7111、tanδ为0.65×10–2、热释电系数p为5.5×10–7C·cm–2·℃–1、探测率优值Fd为8.49×10–5Pa–1/2的热释电BST陶瓷材料,有望在红外探测领域得到应用。     

Nb掺杂对Bi4Ti3O12陶瓷铁电性能的影响

采用固相反应法制备了Bi4Ti3-xNbxO12+x/2(x=0～0.090,BTN)铁电陶瓷,研究了Nb掺杂量对BTN陶瓷铁电性能的影响。结果表明,适量的Nb掺杂可显著提高材料的剩余极化强度Pr,一定程度上降低矫顽场强Ec,并减小BTN陶瓷的平均晶粒尺寸(1～2μm)。当x=0.045时,陶瓷的综合性能较好,即有较高的2Pr(0.27×10–4C/cm2)和较小的2Ec(7.43×104V/cm),其剩余极化强度与未掺Nb的Bi4Ti3O12陶瓷相比,提高了近3.8倍。     

MgO掺杂Ba0.7Sr0.3TiO3基电容器陶瓷的研究

以通用的陶瓷工艺合成Ba0.7Sr0.3TiO3基电容器陶瓷。通过实验研究MgO掺杂量对材料εr、tanδ和容量温度变化率等性能的影响,探讨了MgO的掺杂改性机理。结果表明:MgO具有减小介电常数温度变化率,降低陶瓷气孔率,细化陶瓷晶粒尺寸的作用。当MgO的质量分数为0.20%时,陶瓷的εr达最大值4528;质量分数为1.00%时,得到εr为4090,tanδ为0.0043,介电常数温度变化率为21.1%的Y5V瓷料。     

MgTiO_3掺杂对BST基电容器陶瓷介电性能的影响

采用固相法制备了MgTiO3掺杂的(Ba0.65Sr0.35)TiO3(BST)陶瓷,研究了MgTiO3掺杂量对(Ba0.65Sr0.35)TiO3(BST)基电容器陶瓷介电性能和微观结构的影响。结果表明:随着MgTiO3掺杂量的增加,BST陶瓷的介电常数(εr)、介质损耗(tanδ)和耐压强度(Eb)均先增大后减小。当MgTiO3掺杂量为质量分数0.8%时,BST陶瓷的综合介电性能较好:εr为4350,tanδ为0.0055,Eb为5.7×103V/mm(AC),容温特性符合Y5U特性。     

PbO和Nb2O5共掺杂对CaCu3Ti4O12陶瓷介电性能的影响

采用固相反应法制备PbO和Nb_2O_5共掺杂的CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)陶瓷,研究了CCTO巨介电效应机理。通过XRD,SEM,介电频谱及阻抗谱等测试手段,分析纯CCTO陶瓷,PbO掺杂的CCTO陶瓷和PbO、Nb_2O_5共掺杂CCTO陶瓷的微观结构及介电性能,研究结果表明:掺杂PbO可以显著降低CCTO陶瓷的介电损耗,掺杂摩尔分数2%PbO的CCTO陶瓷的介电损耗从0.13下降到0.03,但其介电常数也显著下降;摩尔分数2%PbO和0.25%Nb_2O_5共掺杂的CCTO陶瓷,在0.1～1 k Hz频率范围内相对介电常数高达4.6×10~4～5.5×10~4,而介电损耗只有0.09左右,且摩尔分数2%PbO和0.5%Nb_2O_5共掺杂的CCTO陶瓷的相对介电常数在4×10~4左右。因此,PbO和Nb_2O_5共掺杂可以在增加CCTO陶瓷介电常数的同时降低其介电损耗。结合阻抗谱分析表明,CCTO陶瓷的介电损耗在低频下由晶界电阻决定,在高频下主要受晶粒电容的影响,而介电常数的大小取决于晶粒尺寸和晶界极化,符合IBLC模型。     

Bi4Ti3O12掺杂对低压ZnO压敏电阻性能的影响

Bi4Ti3O12在低压氧化锌压敏电阻器的烧结过程中起着重要作用。通过使用扫描电子显微镜(SEM)研究了添加Bi4Ti3O12粉体的陶瓷烧结过程。结果表明,使用纳米Bi4Ti3O12粉体的压敏电阻所获得的电压梯度更低,Zn2TiO4相的形态和分布影响压敏电压的分散性。     

Si基Bi4Ti3O12薄膜电滞回线及铁电性能的研究

采用溶胶-凝胶(Sol—Gel)法直接在p—Si衬底上制备生长Bi4Ti3O12铁电薄膜，研究了Ag／Bi4Ti3O12／p—si异质结电滞回线的特征及Bi4Ti3O12薄膜的铁电性能。空间电荷层的存在使Si基Bi4Ti3O12铁电薄膜呈不对称的电滞回线并导致薄膜的极化减弱。退火温度同时影响了薄膜的晶粒尺寸和薄膜中的载流子浓度，而这两种因素对铁电性能的影响是相反的。Bi4Ti3O12薄膜的铁电性能随退火温度的变化是两种因素共同作用的结果。     

铁电钛酸铋超微粉及陶瓷的研究

采用类溶胶－凝胶方法制备了铁电Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２超微粉，分别用Ｘ射线衍射、透射电子显微镜、激光散射粒度仪和差热分析仪对其结构、形貌、粒度和相变特性进行了测试分析。结果表明，超微粉形成了正交晶系Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２结构，晶粒尺寸为１０～５０ｎｍ。由微粉制备了Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２陶瓷，其介电常数和损耗角正切分别为ε＝１０５．６和ｔｇδ＝０．０５２（１００Ｈｚ）及ε＝９７．２和ｔｇδ＝０．０００３６（４ＭＨｚ），铁电参数矫顽电场Ｅｃ为２．９１×１０６Ｖ／ｍ，剩余极化强度Ｐｒ为７×１０－３Ｃ／ｍ２。     

硅硼玻璃相对Bi3.15La0.75Ti3O12铁电薄膜性能的影响

采用加入硅硼玻璃相的溶胶-凝胶(Sol-Gol)技术,以无机物为原料,在低温下成功制备了Pt/Ti/SiO2/Si衬底上Bi3.15La0.75Ti3O12(BLT)铁电薄膜.XRD、AFM分析及电学性能的测i式结果表明,600～650℃退火处理的加入硅硼玻璃相BLT铁电薄膜具有单一的层状钙钛矿结构;薄膜表面平整无裂纹、致密,薄膜为多晶生长;其剩余极化强度(2Pr)为27.09 μC/cm2,矫顽场E约为53.1 kV/cm;室温下,在测试频率为1 MHz,经1.0×1011极化反转后,剩余极化值下降约10%,具有良好的抗疲劳特性;薄膜的漏电流密度低于9×10-10 A/cm2.玻璃相提高了薄膜的致密度和抗疲劳特性,降低了薄膜的漏电流密度,对剩余极化强度影响有限.     

烧成工艺对CaCu3Ti4O12陶瓷介电性能的影响

采用短时间烧结制备了CaCu3Ti4O12(CCTO)陶瓷,并详细研究了预烧温度、烧结温度等工艺对结构和性能的影响。研究了εr和tanδ随测试频率(20Hz～1MHz)、温度(25～150℃)的变化规律。结果表明:CCTO陶瓷的性能对烧成工艺非常敏感。较低的预烧温度较容易获得高εr(εr为11248)的CCTO陶瓷。     

Bi2O3过量对熔盐法制备Bi4Ti3O12粉体的影响

以NaCl-KCl熔盐法制备了各向异性的Bi4Ti3O12粉体,研究了w(Bi2O3过量)对粉体的影响,优化了制备Bi4Ti3O12粉体的工艺参数。结果表明:w(Bi2O3过量)为7.5%,1100℃烧结2h所得到的Bi4Ti3O12粉体微观形貌最佳,并探讨了Bi4Ti3O12粉体在熔盐中的生长机理。     

衬底对钛酸铋铁电薄膜生长及性能的影响

采用溶胶–凝胶工艺在Si和Pt/Ti/SiO2/Si两种衬底上制备了Bi4Ti3O12铁电薄膜,研究了衬底对Bi4Ti3O12铁电薄膜生长及性能的影响。研究表明:Pt/Ti/SiO2/Si基Bi4Ti3O12薄膜的剩余极化较高但易出现焦绿石相,而Si基Bi4Ti3O12薄膜易于沿c轴取向生长,有利于改善铁电薄膜与硅衬底之间的界面特性,但8mC/cm2的剩余极化却比前者有所降低。     

Sol-Gel法制备Bi4Ti3O12薄膜及其性能研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Bi4Ti3O12(BTO)铁电薄膜,利用X-射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)对其晶格结构和表面形貌进行了表征,制备的BTO薄膜具有单一的钙钛矿晶格结构和表面平整致密。对700℃退火的BTO薄膜进行了铁电性能和疲劳特性测试,在测试电压为6 V时,剩余极化值2Pr约为12.5μC/cm2,矫顽电场2Ec约为116.7 kV/cm;经1×109次极化反转后,剩余极化值下降了24%,对其疲劳机理进行了探讨。     

不同择优取向Bi3.25La0.75Ti3O12薄膜的铁电性质

采用化学溶液沉积法在p-Si(100)衬底上制备了LaNiO3(LNO)下电极和Bi3.25La0.75Ti3O12(BLT)铁电薄膜,分别用X-射线衍射、原子力显微镜、扫描电镜和铁电测试仪对样品的微结构和铁电性质进行了系统分析。结果表明,低热解温度下制备的LNO薄膜具有(110)择优取向、小的颗粒尺寸和大的电阻率;而高热解温度下制备的LNO薄膜具有(100)择优取向、大的颗粒尺寸和小的电阻率。与以往报道不同,c轴择优取向度大的BLT薄膜显现出更大的剩余极化强度和更小的漏电流,具有更优越的铁电性质。