过渡金属掺杂BaTiO3的晶格结构和相变特性

采用溶胶一凝胶法制备纯净BaTiO3,将1．0mol％的Cr、Fe、Mn、Co掺杂BaTiO2和浓度分别为1．25mol％、1．5mol％、1．75mol％、2．0mol％的Fe掺杂BaTiO2前驱粉体,经热压烧结,并在1350℃下烧结成多晶陶瓷样品。对样品进行XRD和DSC表征的研究。分析了掺杂离子种类和浓度对样品的晶格四方性、相变温度（居里点）和相变潜热的影响。分析结果表明,掺杂BaTiO2的四方性、居里点和相变潜热低于纯净BaTiO。且随Cr、Fe、Mn、Co的掺杂顺序以及Fe掺杂浓度的增加而减少。过渡元素掺杂BaTiO2的居里点和相变潜热髓晶格四方性的降低逐渐减小。     

过渡金属氧化物掺杂钛酸钡取代位置及价态的研究

从BaTiO3的晶体结构出发,分析了固溶能和晶格畸变对不同价态的过渡金属离子掺杂BaTiO3时取代位置的影响。分析结果表明:Ti4+离子在BaTiO3晶体结构中具有一定的几何松散度,Cr3+、Fe3+、Co3+和Ni2+离子半径与Ti4+的接近,取代Ti位的固溶能均较小;大量实验结果表明,掺杂前后晶格常数的变化与取代Ti位的理论结果相吻合;过渡金属(Cr、Fe、Co和Ni)氧化物掺杂BaTiO3时分别以Cr3+、Fe3+、Co3+和Ni2+取代Ti位掺杂。确定某种贱金属氧化物在BaTiO3中的具体取代位置对制备抗还原的贱金属内电极的BaTiO3基MLCC有重要意义。     

Mn离子掺杂对Ba_(0.2)Sr_(0.8)Zr_(0.18)Ti_(0.82)O_3陶瓷烧结和电学性能的影响

采用溶胶凝胶法制备x Mn-Ba0.2Sr0.8Zr0.18Ti0.82O3(BSZT)(x=0mol%、1mol%、2mol%、3mol%)的陶瓷粉末,以传统工艺制备Mn离子掺杂的BSZT陶瓷。研究Mn离子掺杂浓度对BSZT陶瓷烧结特性、物相结构、介电性能、击穿场强以及储能密度的影响。结果表明,Mn离子掺杂降低了BSZT陶瓷的烧结温度,同时降低其介电常数以及介电损耗,提高了击穿场强和储能密度。在1400℃下烧结的2mol%Mn离子掺杂BSZT陶瓷较未掺杂BSZT陶瓷的烧结温度降低了100℃,相对密度为96.3%;1 k Hz处介电常数约为497、介电损耗为3.6%;最大击穿场强为12.595 k V/mm;最大储能密度为0.374 J/cm3。     

Mn2+、Nb5+共掺BaTiO3陶瓷的制备及压电性能的研究

本文采用改进的固相反应法,制备了施主杂质Nb5 和受主杂质Mn2 共掺的BaTiO3陶瓷。按不同Nb5 、Mn2 的掺杂量,分别在1180℃、1210℃、1250℃、1280℃温度下煅烧。实验结果表明:当烧结温度为1250℃、掺杂量为0.05mol%时,制得的试样性能较好。     

Nd2O3掺杂对BCZT陶瓷结构及介电性能的影响

采用固相反应法制备Ba0.92-xCa0.08Ndx(Zr0.18Ti0.815Y0.0025Mn0.0025)O3(BCZT-Nd,x=0、0.005、0.010、0.020)陶瓷,研究了Nd2O3掺杂对Ba0.92Ca0.08(Zr0.18Ti0.82)O3(BCZT)陶瓷结构及介电性能的影响。结果表明,不同含量Nd3+作为施主掺杂离子进入A位和含量均为0.25%(摩尔分数)的Mn2+和Y3+作为受主掺杂进入B位均能提高BCZT陶瓷的致密性,细化晶粒作用明显,所有样品均为单一的四方BaTiO3相结构。随Nd2O3掺杂量增加,BCZT-Nd陶瓷介电峰值温度Tm向低温方向移动,相变弥散程度增强,Nd3+含量≥0.005mol时即表现出明显的弛豫铁电体特征。     

Al3+,Si4+对施主、受主掺杂高居里点BaTiO3基PTCR材料性能的影响

固相法合成 (Ba0 .6 Pb0 .4 )TiO3,固定外加TiO2 量 ,研究了Al3 、Si4 对施主Nb5 掺杂居里点Tc >3 2 0℃的 (Ba,Pb)TiO3材料室温电阻率的影响以及对施主Nb5 、受主Mn2 共掺时材料PTC效应等性能的影响。结果表明 ,添加物不影响材料基体的晶体结构 ,Al3 、Si4 可促进材料的烧结 ,适量的Al3 、Si4 可改善施受主掺杂的高居里点BaTiO3基PTCR陶瓷材料的性能     

烧结温度对3Y-TZP陶瓷结构与力学性能的影响

以Y2O3为稳定剂,通过无压烧结制备了3mol%钇稳定氧化锆(3Y-TZP)陶瓷,研究了Y2O3不同加入方式、烧结温度对材料相变、显微结构和力学性能的影响.实验结果表明,Y2O3以化学法加入得到的材料中可相变四方相含量高,随温度升高材料致密化程度不断增加,1500℃烧结所得的材料具有最佳的力学性能.     

稀土掺杂对γ-Al2O3相变及烧结行为的影响

研究了稀土氧化物CeO2、La2O3掺杂对γ-Al2O3烧结行为的影响.结果表明各样品的相变起始温度基本一致,但掺杂样品的相变结束温度和最大相变速率对应温度均较纯样品有所升高(La2O3掺杂样品相变结束温度和最大相变速率对应温度分别升高了48 ℃和27 ℃).同时发现La2O3掺杂样品的最终线收缩率小于CeO2掺杂样品,主要是由于La3+离子半径大于Ce4+,其在晶界处的偏聚浓度高于Ce4+,因此对晶界迁移阻碍作用较大.SEM观察表明,相对于纯样品,掺杂样品颗粒细化,密度降低,这主要归结于掺杂稀土在氧化铝晶界上的偏聚阻碍了烧结过程中的物质迁移.     

溶胶包裹钛酸钡陶瓷的制备及介电性能研究

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯、乙酸钡和乙醇为原料,分别以Fe（NO3）·39H2O和La（NO3）·36H2O为Fe3＋和La3＋源制备掺杂BaTiO3溶胶,用（Ba0.97La0.02）（Ti0.97Fe0.04）O3溶胶包裹BaTiO3纳米粉体,采用不同的烧结工艺制备了溶胶包裹BaTiO3陶瓷。用XRD、SEM等手段对组成和微观结构进行分析,用LCR测深仪测试陶瓷的介电性能。1kHz测试频率下,用（Ba0.97La0.02）（Ti0.97Fe0.04）O3溶胶包裹BaTiO3纳米粉体,可以在1260℃烧结温度下获得高致密的BaTiO3陶瓷,获得了最大介电系数为3610,容量变化率约为7%,介电损耗值范围在2.1%～3%之间的掺杂BaTiO3陶瓷。     

草酸盐共沉淀法合成Mn掺杂的BaTiO3陶瓷微球

用草酸盐共沉淀法制备了Mn掺杂的BaTiO3陶瓷微球,并探索了用此方法制备Mn掺杂的BaTiO3微球的最佳工艺条件。借助差热-热重、X射线衍射和扫描电子显微镜等手段对样品进行了表征。实验结果表明:该方法可以制备出掺Mn钛酸钡陶瓷微球,并且在适宜的掺杂量,反应温度和煅烧温度等反应条件下,可以制得平均直径1.5μm的Mn掺杂的BaTiO3陶瓷微球。     

二氧化锡不同掺杂方式对钛酸钡介电性能的影响

研究了二氧化锡不同掺杂方式对钛酸钡介电性能的影响。采用固相法制备出掺杂比例为2mol%SnO2&BaO、2mol%SnO2和4mol%SnO2三组不同方式SnO2掺杂钛酸钡样品。结果表明,两种掺杂方式对钛酸钡的作用效果截然不同,SnO2-BaO共掺杂会以BaSnO3的形式固溶入钛酸钡晶格,从而增大其介电常数,减小居里温度,同时介电损耗不会增大;SnO2单独掺杂则会引入Sn4+杂质离子,造成钛酸钡介电常数的减小以及介电损耗的增大,导致介电性能的劣化。     

锆元素不同掺杂方式对钛酸钡陶瓷介电性能的影响

研究了锆元素不同掺杂方式对钛酸钡陶瓷介电性能的影响.采用固相法制备出掺杂比例为1mol%的zrO<,2>-BaO和ZrO<,2>两种掺杂方式的钛酸钡陶瓷样品,对其进行多方面的表征.实验结果表明.ZrO<,2>-BaO掺杂与ZrO<,2>掺杂的钛酸钡晶格常数、介电性能会发生不同的变化,这是由锆元素不同掺杂情况对钛酸钡的作...     

溶胶-凝胶法制备的钛酸钡铁电微晶玻璃的显微结构与介电特性

通过对钛酸钡铁电微晶玻璃的体系选择和成分设计，利用溶胶-凝胶法合成了具有纯钛酸钡结晶相的微晶玻璃。研究了合成过程中凝胶结构变化和析晶行为。结果表明：纯钛酸钡铁电晶体可以在BaO-TiO2-Al2O3-SiO2凝胶中通过调整热处理条件而控制析晶，钛酸钡晶体的析晶活化能为657 kJ／mol。通过控制玻璃体中钛酸钡晶粒的尺寸，利用Raman光谱研究了其铁电本征尺寸效应。结果表明：钛酸钡晶体在玻璃体中的铁电临界尺寸为19nm。     

Sm掺杂BaTiO3纳米粉体的制备与表征

以钛酸四丁酯与醋酸钡为钛酸钡前驱体,PEG为分散剂,硝酸钐为掺杂物种给体,采用溶胶-凝胶法制备改性的Sm掺杂BaTiO3纳米粉体。样品经X射线衍射(XRD)与差热-热重联用(DSC-TGA)的方法对其进行了表征。研究了煅烧温度与分散剂对BaTiO3粉体粒径与相的影响。结果表明:立方相在700～850℃生成,前驱体经950℃热处理制得后呈四方相BaTiO3。分散剂PEG可抑制BaTiO3晶粒增长;随煅烧温度升高,粉体粒径增大。适量Sm掺杂可以抑制杂质BaCO3相的形成。     

纳米钛酸钡的掺杂对陶瓷性能的影响

采用掺杂纳米级钛酸钡和碳酸锰的方法,观察了掺杂不同量纳米级钛酸钡和碳酸锰后的钛酸钡坯片烧结所得陶瓷表面的显微组织形貌的变化,研究了单一掺杂纳米级钛酸钡、单一掺杂碳酸锰、复合掺杂碳酸锰+纳米级钛酸钡对陶瓷制品晶粒尺寸与介电性能的影响。结果表明：掺杂纳米级钛酸钡对钛酸钡陶瓷制品的介电性能有显著的提升,但是随着掺杂量的进一步增加,其介电性能的变化不大;掺杂碳酸锰对钛酸钡陶瓷晶粒的细化效果优于掺杂纳米级钛酸钡的效果;复合掺杂1%（质量分数,下同）碳酸锰+1%纳米级钛酸钡所得陶瓷的致密性高于单一掺杂1%碳酸锰的效果。     

Ferroelectrics of Ultrafine Particle Size: II, Grain Growth Inhibition Studies

Inhibition of grain growth in pure, fine-particle-size barium titanate bodies by coating the surfaces of the barium titanate particles with tantalum oxide was so effective that doping with a sintering aid was necessary for densification of the bulk material at temperatures below the melting point. A correlation, which was independent of starting particle size, was established between inhibitor concentration and final grain size of the fired bodies. Barium titanate bodies of predetermined grain size not larger than 2000 A were obtained even with extended firing schedules. In the smallest grain sizes, the Curie point was shifted below the measured temperature range, and hysteresis losses were reduced markedly. The dielectric constant had a smooth variation from approximately 3000 at room temperature to 800 at 180°C.     

Dielectric properties of (Ba0.95Ca0.05)(Ti1-yCay)O3-y ceramics

Calcium doped barium titanate ceramics with composition (Ba_0.95Ca_{0. 05}) (Ti_1-yCa_y)O_3-y prepared by a liquid mixing technique were used to measure the dielectric properties. The pure barium titanate and lightly-Ca-doped materials obey a Curie Weiss law when the temperature is above the Curie temperature. It has been found that the average cubic-tetragonal phase transition temperature moves downward when the octahedrally-coordinated Ca concentration increases, and heavily-Ca-doped barium titanate ceramics show relaxor behavior with a diffuse phase transition characteristic (DPT). Above the average transition temperature T_av the dielectric properties for heavily doped materials do not obey the Curie Weiss law, but can be described by a quadratic relation over a wide range of temperature. Experiments have shown that there exists an extra K(T) peak attributable to the existence of separate microregions of Ba_0.95Ca_0.05TiO₃ in a matrix of (Ba_0.95Ca_0.05) (Ti_1-yCa_y)O_3-y (where y ≤ 2%).     

Measurement of Small Concentrations of Cr and Mn in MgO Using Electron Spin Resonance

Electron spin resonance line widths of Cr³⁺ and Mn²⁺ were measured in MgO samples doped with <1 mol% of Cr and Mn. The line width was found to change in a predictable way with Cr and Mn concentration. The experimental results show that this technique can be used to measure, rapidly and nondestructively, small concentrations of Cr and Mn in commercial MgO. Nomograms are provided to facilitate interpretation of the results.