施主掺杂对(Sr,Ba,Ca)TiO3基压敏陶瓷结构和性能的影响

采用常规固相法制备了(Sr,Ba,Ca)TiO3基压敏陶瓷.研究了等摩尔量的Y,Nb分别施主掺杂或Y和Nb共掺时对压敏陶瓷结构和性能的影响.结果表明,在其他条件不变的情况下,当Y和Nb等量共掺时,(Sr,Ba,Ca)TiO3基压敏陶瓷可获得较好的电性能V1mA=12.2V·mm-1,α=13.6,εr=2.8×105,tanδ=0.103.     

Y掺杂(Ba0.6Sr0.4)0.8TiO3薄膜的结构及介电性能

通过钇(Y)掺杂、适当增加钛(Ti)含量和调节薄膜厚度等优化设计,用改善的溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了光滑致密的Y掺杂多层钛酸锶钡(Ba0.6Sr0.4)0.8TiO3,BST)薄膜,研究了该薄膜的结构及介电性能。X射线衍射(XRD)表明,该薄膜为钙钛矿结构,但其衍射峰强度很弱,主要与Y掺杂和微过量Ti有效减弱其铁电性有关。原子力显微镜(AFM)表明,该薄膜晶化较弱,且随厚度的增加晶化减弱,和XRD结果一致。该薄膜比Y掺杂的Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜显示更优异的综合介电性能,但与薄膜的厚度有关。随膜厚的增加,薄膜的电容和调谐率减小,但介电损耗大幅减小,其中,4层薄膜零偏压的介电常数为161、电损耗约为0.006,40V的调谐率为45.5%、优质因子大于75,可满足微波调谐器件的需要。     

BaO-TiO2-SiO2-B2O3系玻璃陶瓷的制备和介电性能研究

采用溶胶-凝胶法,以醋酸钡、钛酸四丁酯、正硅酸乙酯和硼酸等为原料合成了一种BaO-TiO2-SiO2-B2O3系玻璃陶瓷介质材料.实验结果表明该材料可在低于900℃的空气气氛中烧结.XRD分析结果显示烧结好的BaO-TiO2-SiO2-B2O3玻璃陶瓷的主晶相为Ba2TiSi2O8;用氢氟酸将试样断面处的玻璃相腐蚀掉后,通过SEM可看出Ba2TiSi2O8晶粒的大小约为250nm.介电性能研究表明该材料具有较低的介电常数(ε＜5,30MHz)和较小的介电损耗(tanδ小于2×10-3,30MHz),是一种理想的多层片式电感元件用介质材料.     

薄膜厚度对Y掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜结构及介电性能的影响

采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)在Si/SiO2/Ti/Pt基片上制备了不同厚度(正比于薄膜层数)的钇(Y)掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)薄膜,研究了膜厚度对薄膜结构和介电性能的影响。原子力显微镜(AFM)表明,Y掺杂BST薄膜可显著改善表面形貌,且强烈依赖于薄膜厚度。当薄膜厚度适中(即当层数为8)时,表面晶粒细小、致密、均匀,晶界分明。X射线衍射(XRD)表明,Y掺杂BST薄膜显示钙钛矿结构,主要沿(110)晶面生长。随着薄膜厚度的增加,BST(110)峰的衍射强度先增后减,表明薄膜的相结构与薄膜厚度直接相关。Y掺杂BST薄膜显示优异的综合介电性能,且随着膜厚的增加,电容或介电常数减小。8层薄膜的综合介电性能最优,零偏压时的电容为17.8pF(介电常数130)、介电损耗为0.0057,调谐率为32%,优值因子为56,可满足微波调谐器件的需要。同时,就有关机理进行了分析。     

MnO2掺杂对Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷介电调谐性能的影响

采用固相反应法制备了掺杂MnO2的Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷,分析了掺杂MnO2的Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷在直流偏置电场下的介电调谐性能.采用XRD和SEM分析了掺杂MnO2的Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷的相结构和微观形貌,采用HP4192A分析了掺杂MnO2的Ba0.6Sr0.4TiO3介电-温度特性,采用同惠电子公司的TH2816精密电桥测量了介电可调性.结果表明随着MnO2含量的增加,Ba0 6Sr0.4TiO3陶瓷的致密度和晶粒尺寸都呈现先增大再降低的现象.介电可调性随着MnO2的加入而降低.但品质因子随着MnO2含量的增加呈现先增加再降低的现象.当MnO2含量为4mol%时达到最大值55.1.     

MnO2掺杂对Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷介电调谐性能的影响

采用固相反应法制备了掺杂MnO2的Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷,分析了掺杂MnO2的Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷在直流偏置电场下的介电调谐性能.采用XRD和SEM分析了掺杂MnO2的Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷的相结构和微观形貌,采用HP4192A分析了掺杂MnO2的Ba0.6Sr0.4TiO3介电-温度特性,采用同惠电子公司的TH2816精密电桥测量了介电可调性.结果表明:随着MnO2含量的增加,Ba0 6Sr0.4TiO3陶瓷的致密度和晶粒尺寸都呈现先增大再降低的现象.介电可调性随着MnO2的加入而降低.但品质因子随着MnO2含量的增加呈现先增加再降低的现象.当MnO2含量为4mol%时达到最大值55.1.     

氟化钙掺杂对钛酸锶钡陶瓷结构和介电性能的影响

研究了Ca F2掺杂对钛酸锶钡(Ba0.6Sr0.4Ti O3,BSTO)陶瓷的结构和介电性能的影响。采用传统烧结工艺制备了Ca F2掺杂的BSTO陶瓷,对其晶体结构、微观形貌和介电性能进行了研究。XRD结果显示,Ca F2掺杂BSTO陶瓷为钙钛矿结构,当掺杂量≥3%(质量分数)时,基体中出现第二相Ba Ca Ti O4。添加少量Ca F2(0.5%)可明显减小晶粒尺寸,随掺杂量继续增加,晶粒尺寸变化不明显。Ca F2掺杂降低了BSTO陶瓷的介电常数和介电可调性,减小了其介电损耗,提高了材料的综合使用性能。     

FeNi/Ba0.6Sr0.4TiO3核壳纳米结构的制备及低频吸波机理研究核壳纳米结构的制备及低频吸波机理研究

采用溶胶凝胶法制备了Ba0.6Sr0.4TiO3粉末,并采用球磨方法将Ba0.6Sr0.4TiO3与FeNi合金微粉进行包覆,成功制备了3种不同Ba0.6Sr0.4TiO3粉末添加量的FeNi/Ba0.6Sr0.4TiO3核壳结构粉体。采用SEM、XRD等技术分析了Ba0.6Sr0.4TiO3加入前后FeNi合金微粉的形态、组成,利用矢量网络分析仪测量了FeNi以及FeNi/Ba0.6Sr0.4TiO3复合材料的电磁参数。结果表明,成功制备了不规则颗粒状Ba0.6Sr0.4TiO3粉末,Ba0.6Sr0.4TiO3粉末大部分包覆于片状FeNi合金微粉表面,且随着Ba0.6Sr0.4TiO3粉末添加量的增加,包覆层厚度逐渐增大,FeNi合金片形态逐渐模糊。Ba0.6Sr0.4TiO3粉末包覆层有效降低了FeNi合金微粉的介电常数虚部,提高了其低频波段的阻抗匹配性能,实现铁电和铁磁双性材料的复合吸波效果,改善了低频吸波性能。利用1/4波长干涉相消理论对反射损耗峰频率与电磁参数关系进行了分析,并结合界面反射模型及材料阻抗匹配对反射损耗峰强度变化进行了分析。     

烧结温度对Ca0．6Sr0．4Bi4Ti4O15铁电陶瓷性能影响

利用溶胶凝胶法制备了钙锶铋钛（Ca0.6Sr0.4Bi4Ti4O15简称CSBT-0．6）铁电陶瓷，研究了烧结温度对CSBT-0．6铁电陶瓷相结构、显微结构以及铁电性能的影响，分析了相关机理。发现在1150℃进行烧结，样品晶粒发育较完全，晶粒a轴取向较大，铁电性能优良，剩余极化强度Pr=8．2μC／cm^2、矫顽场强Ec=57kV／cm、介电损耗tanδ=18×10^-4。     

La2O3添加剂对BST陶瓷介电性能的影响

钛酸锶钡(Ba1-xSrxTiO3)优异的介电性能使其在微波可调器件的应用中成为热门材料.以BaCO3,SrCO3和TiO2为原料,采用传统的固相合成方法制备了Ba0.6Sr0.4TiO3粉体,以La2O3为添加剂在1400℃烧结成钛酸锶钡陶瓷.分析了La2O3添加剂对陶瓷的微观形貌、相组成以及介电性能的影响.XRD分析表明La2O3能完全固溶到钛酸锶钡晶格中.掺杂后的陶瓷晶粒尺寸明显降低.掺杂了La2O3的钛酸锶钡的介电可调性有所增高.     

YF_3掺杂对Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3介电可调性的影响

采用传统工艺制备了YF_3掺杂的Ba_0.6Sr_0.4TiO_3陶瓷材料,研究了YF_3掺杂比例对钛酸锶钡材料结构及介电性能的影响.结果表明:烧结后得到的BSTO材料具有典型的钙钛矿结构;YF_3掺杂具有降低Ba_0.6Sr_0.4TiO_3材料的介电常数、细化陶瓷晶粒和提高介电常数温度稳定性的作用.在氟化钇掺杂比例1%时介电常数降至1887(100 kHz),介电可调性达到30%(1.5 kV/mm)以上, 各掺杂比例的钛酸锶钡材料的介电损耗均在1%以下.     

Effects of B2O3-SiO2 doping on electrical properties of Ba0. 65 Sr0. 35 TiO3 ceramics

Ba0. 65 Sr0. 35 TiOa ceramics doped with B2O3-SiO2 glass composition were prepared by using conventional solid-state reaction method. The effects of glass dopant on the dielectric and ferroelectric properties were investigated. The results show that the dielectric constant decreases while the dielectric loss increases after doping. And as the glass content increases the dielectric constant decreases while the dielectric loss changes slightly. From the complex impedance analysis the resistance and the relaxation time of the grain and the grain boundary can be calculated.Comparing the P--E hysteresis loop of undoped Ba0.65 Sr0.35 TiO3 ceramics with that of B2O3-SiO2 doped Ba0.65 Sr0.35 TiO3 ceramics, it can be seen that the remanent polarization decreases when the B2O3-SiO2 content is lower than 8% (molar fraction), and the coercive field increases with the increase of B2O3-SiO2 content.     

Constitutional Design and Dielectric Properties of BST Graded Ceramics

The effect of B203 dopant and SrTiO3 (ST) content on lattice parameters and ferro-paraelectric phase transition temperature (i.e. Curie point) of Ba1-xSrxTiO3 (BST, x=0～0.4) ceramics was investigated, and then BST graded ceramics with controllable transition temperature zone were fabricated and characterized for their dielectric properties. The results show that with the increase of ST content, c/a ratio and Curie point of both doped and undoped ceramics decreased linearly but with different rate of change, resulting from different ionic radiuses of Ba^2 , Sr^2 and B^3 . Moreover, both c/a ratio and Curie point of doped BST increased slightly in comparison with that of undoped ones while the Curie point changed scarcely with dopant amount rising, which perhaps means that for BST grains with different ST content, B2O3 solubility was different but limited and most of boron (B) did not incorporate into BST grains. Through controlling composition,transition temperature of graded ceramics can be designed. For doped graded ceramics sintered at 1250℃, its dielectric properties was much better than that of undoped one sintered at 1400℃, and Curie peak of both samples was broadened effectively via graded structure.     

氟化锂助烧钛酸锶钡的研究

研究了氟化锂助烧剂对钛酸锶钡(Ba0.6Sr0.4Ti O3,BSTO)陶瓷晶体结构、微观形貌和介电性能的影响。XRD图谱显示,添加氟化锂助烧剂时,钛酸锶钡晶体结构未发生明显变化。样品SEM照片显示添加氟化锂可以增加钛酸锶钡陶瓷晶粒尺寸,显著降低材料介电损耗,提高材料综合介电性能。添加5%(质量分数)氟化锂的钛酸锶钡陶瓷介电常数为3360,介电损耗可降至3.5×10-4,介电可调性为44%(150 k Hz,1.6 k V·mm-1)。     

氧化铝掺杂对Ba0.6Sr0.4(Zr0.2Ti0.8)O3陶瓷介电性能的影响

Zr4+取代Ti4+的Ba0.6Sr0.4(Zr0.2Ti0.8)O3固溶体在降低介电常数的同时,保持了BST固溶体优异的可调性。为降低BST材料的介电损耗和介电常数,以氧化铝为改性剂对Ba0.6Sr0.4(Zr0.2Ti0.8)O3材料(BSZT材料)进行了掺杂。随着氧化铝掺杂质量分数从1%到10%增加,BSZT材料的介电常数从5000降低到了1550(100kHz),介电损耗降低到0.001(100kHz)以下,而材料的介电可调性保持在35%左右(1.5kV/mm)。X射线衍射图谱表明,烧结后得到的BSZT材料具有典型的钙钛矿结构。扫描电子显微镜观察表明,氧化铝的掺杂使得陶瓷致密度较高,晶粒均匀。     

玻璃掺杂量对Ca0.8Sr0.2TiO3陶瓷作为介质阻挡层等离子体放电分解CO2的影响

通过液相烧结法成功制备出不同玻璃掺杂量的Ca0.8Sr0.2TiO3陶瓷材料,并将该陶瓷材料作为介质阻挡层在圆柱型放电反应器中分解二氧化碳。研究结果发现,随玻璃掺杂量的增加,Ca0.8Sr0.2TiO3陶瓷的表面电阻增大,但在所研究的温度范围内,Ca0.8Sr0.2TiO3的介电常数并没有随玻璃掺杂量的变化而显著变化。扫描电镜结果表明,晶粒尺度和颗粒间玻璃相厚度随玻璃掺杂量增加而增大。另外,二氧化碳的转化率和转化效率随陶瓷中玻璃量的增加而提高。进一步采用Malter效应模拟放电和介电特性,根据该模型,可以解释转化特性与陶瓷样品中玻璃含量之间的关系。     

MgO掺杂对BaSrTiO3介质陶瓷性能的影响

通过实验，研究了MgO掺杂对BaSrTiO3陶瓷介电性能的影响和机理。观察了样品的微观形貌，讨论了氧化镁在调整Ba1-xSrxTiO3铁电陶瓷的介电．温度特性的作用。结果表明，氧化镁掺杂对Ba1-xSrxTiO3系介质陶瓷产生了压峰和移峰作用。借助扫描电镜对所制得的样品进行了分析，氧化镁掺杂使Ba1-xSrxTiO3系介质陶瓷的结构细晶化。以实验结果和微观结构分析为依据探讨了氧化镁掺杂改性作用的机理。     

Tunable characteristics of (Ba0.5Sr0.5) TiO3 (BST) capacitors using (Ba0.5Sr0.5) RuO3 (BSR) interfacial layers onto Pt/Ti/SiO2/Si substrates

The conducting oxide electrodes (Ba, Sr) RuO₃ (BSR) similar in structure and chemical composition to (Ba, Sr) TiO₃ (BST) were deposited by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) onto Pt/Ti/SiO₂/Si substrates to improve the structural and dielectric properties of BST films. The BSR interfacial layers between the BST and Pt bottom electrode influenced the preferred orientation, surface morphologies, and dielectric properties of BST films. The structural and dielectric properties of BST films depended on the thickness of the BSR layers. BST films with (100) texturing up to 150 Å thickness of BSR showed a smoother and smaller grain size than those without interfacial layers, and a tunability and dielectric constant of about 70% and 1300 at an interfacial layer of 150 Å, respectively. On the other hand, BST films with above 300 Å thickness in BSR layers showed a (110) texturing similar to those without BSR layers and a slight decrease of tunability and dielectric constant compared with those of (100) texturing BST films. The increase of the dielectric loss of BST films with BSR layers was attributed to the carbon contamination diffused from MOCVD-BSR layers.     

Zr掺杂改性(Bi0.5Na0.5)0.91Pr0.02Ba0.07TiO3无铅铁电陶瓷的储能行为研究

通过固相烧结法微量掺杂Zr到(Bi0.5Na0.5)0.91Pr0.02Ba0.07TiO3无铅铁电陶瓷,对其相结构、微观形貌、储能行为及介电行为进行了研究。所有的样品都形成了单一的钙钛矿相,晶粒细小均匀。Zr的掺杂有效地提高了击穿场强,掺杂量为0.03 mol时陶瓷在场强138 kV/cm下最大有效储能密度达到1.38 J/cm3,储能效率达到52.44%,同时显示了稳定的高温铁电特性,并获得了较大的介电常数1150且保持稳定。     

烧结温度对0.9PbZr0.52Ti0.48O3-0.1NaNbO3压电陶瓷结构及电学性能的影响

采用传统固相烧结法制备了钠过量的0.9PbZr0.52Ti0.48O3-0.1NaNbO3(PZT-NN)压电陶瓷,研究了烧结温度对PZT-NN陶瓷晶体结构及其电学性能的影响。XRD结果表明,不同温度烧结的PZT-NN陶瓷均为单一钙钛矿结构,在1125~1150℃温区烧结时,陶瓷发生了由四方相向正交相的相变。随烧结温度进一步升高,压电常数d33、介电常数εr以及剩余极化强度Pr均呈递减趋势,烧结温度为1125℃的PZT-NN陶瓷具有较好的电学性能:d33=218pC/N,εr=851,tanδ=0.02。PZT-NN陶瓷的相对密度随烧结温度的升高而增大,在1150℃时达到95%,钠过量的NaNbO3加入使PZT陶瓷的致密化烧结温度降低了50~150℃。