BST/YIG复合材料的相结构、介电性能和磁性能的研究

以铁电性的钛酸锶钡（BST）和铁磁性钇铁氧体（YIG）为原料,采用固相反应法,合成了一系列铁电/铁磁复合材料,并对铁电/铁磁复合材料（YIG/BST）的介电性能和磁性能进行了详细地研究. 结果表明：在一定温度下烧结所得的铁电/铁磁复合材料,由铁电相和铁磁相两相组成;xBST-(1-x)YIG(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0)复合材料具有良好的介电性能和磁性能, 其介电常数实部ε′与虚部ε″均随BST含量的增加而升高,且介电常数的谐振峰随着YIG含量的增加而向频率高的方向移动.磁导率实部μ′与虚部μ″均随BST含量的增加而降低. 在YIG铁氧体中加入适量的陶瓷BST构成复合材料,可以有效地改善截止频率,提高高频电磁特性.     

NiCuZn-Sr(Nb0.5Al0.5)0.1Ti0.9O3磁介复合陶瓷材料的磁介性能研究

现代移动通信技术的高速发展对各类电子设备的小型化、多功能化提出了新的要求.开发性能优良的新型磁介复合材料成为元器件小型化的解决方案之一.本工作采用固相烧结法分别合成了NiCuZn铁氧体材料以及Sr(Nb0.5 Al0.5)0.1 Ti0.9 O3介电材料,然后将两者按照一定比例复合,研究了不同铁氧体/介电相含量对磁介复合陶瓷材料磁性能与介电性能的影响,并对其微观形貌与相结构进行了探究.研究结果表明,当铁氧体含量在0.7～0.8时,复合材料致密性最好,磁性能与介电性能较为优良.     

PMN和PZN基复相陶瓷的制备及其介电温度稳定性的研究

以PZN基和PMN基粉本为起始组元，采用两相混合烧结法成功的制备了两相共存的复相陶瓷，介电性能测试表明，复相陶瓷的室温介电常数为5377（1kHz)，其介质电温谱在－15℃－＋90℃温度范围内相当平坦，介电温度稳定性大幅提高，据键价理讨论了复相陶瓷的设计和组成控制，并初步探讨了复相陶瓷提高介电温度稳定性的机制。     

ZrO2/聚偏氟乙烯复合材料介电性能及松弛行为

通过熔融法制备了ZrO₂/聚偏氟乙烯（PVDF）复合材料,采用SEM、XRD和FTIR对其形貌和结构进行分析,结果表明,ZrO₂分布较为均匀,ZrO₂/PVDF复合材料主要含α相和少量γ相。采用宽频介电谱（BDS）测试,ZrO₂/PVDF复合材料介电常数ε'随ZrO₂含量的增加而增加,而介电损耗tanδ保持定值,表明ZrO₂的加入可以显著提高ZrO₂/PVDF复合材料的介电性能。经计算ZrO₂/PVDF复合材料介电模量M″和活化能,发现有玻璃化转变峰、缺陷峰和界面极化峰存在,而加入ZrO₂后,ZrO₂/PVDF复合材料活化能增加。      

1-3型水泥基压电复合材料的制备及性能

采用切割-浇注法, 以硫铝酸盐水泥为基体, 制备了1-3型水泥基压电复合材料。详细阐述了1-3型水泥基压电复合材料的制备过程; 研究了0.375Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-0.375PbTiO₃-0.25PbZrO₃压电陶瓷柱的宽厚比w/t对1-3型水泥基压电复合材料的压电性能、 介电性能和声阻抗的影响。结果表明: 压电陶瓷柱的宽厚比w/t对1-3型水泥基压电复合材料性能有很大影响, 随着w/t的增加, 其压电应变常数d₃₃、 机电耦合系数K_p与K_t、 机械品质因数Q_m、 介电常数ε_r和介电损耗tanδ均随着w/t的增加而减小, 而压电电压常数g₃₃值几乎不受w/t的影响。在压电陶瓷体积分数仅为22.72%的条件下, 调节压电陶瓷柱的宽厚比w/t至0.130, 可使复合材料的声阻抗与混凝土的声阻抗十分接近, 从而有效地解决了智能材料在土木工程中的声阻抗相容性问题。      

(Ba_xSr_(1-x))TiO_3/Mg_2TiO_4组分梯度陶瓷的制备及介电性能

采用叠层法制备了(Bax Sr1-x)TiO3/Mg2TiO4组分梯度陶瓷。采用XRD、SEM、EDS及介电性能测试等手段分析了材料的微观结构和介电性能。结果表明:1375℃烧结3 h的样品较致密、结晶良好,由钙钛矿和尖晶石两相复合而成,且材料内存在Ba/Sr比组分梯度;与不含梯度的复合陶瓷相比,梯度陶瓷不但保持了较大的介电可调度,而且具有较好的介电性能温度稳定性;在室温(20℃)和2 kV/mm电场下,典型样品的介电可调度可达21.9%,当温度升高到60℃时,其可调度仍然保持在较大的值(9.3%)。温度稳定性的改善可归因于不同组分的(Bax Sr1-x)TiO3具有不同的铁电-顺电相转变温度,组分梯度的设计有利于该类材料应用温度范围的拓宽。     

复相弛豫铁电陶瓷的相组成与介电性能

采用两相混合烧结法在Pb（Zn1／3Nb2／3）O3－BaTiO3－PbTiO3系统中制备了弛豫铁电陶瓷材料．相组成研究表明，该陶瓷具有两相共存的复相结构．对复相陶瓷的介电性能进行了研究，结果表明，复相结构可有效地改善弛豫铁电陶瓷的介温特性、频率特性和介质老化性能．     

复相弛豫铁电陶瓷的相组成与介电性能

采用两相混合烧结法在Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－ＢａＴｉＯ３－ＰｂＴｉＯ３系统中制备了弛豫铁电陶瓷材料，相组成研究表明，该陶瓷具有两相共存的复相结构，对复相陶瓷的介电性能进行了研究，结果表明，复相结构可有效地改善弛豫铁电陶瓷的介温特性、频率特性和介质老化性能。     

A位复合铁电陶瓷Bi0.5(Na0.82K0.18)0.5TiO3-BiCrO3的介电弛豫

采用固相反应法制备了A位复合铁电陶瓷(1-x)Bi_0.5(Na_0.82K_0.18)_0.5TiO₃-xBiCrO₃(BNKT-BCx). 研究了该陶瓷在室温至500℃温度范围内的介电性能. 结果表明该陶瓷的介电温谱存在两个介电反常峰和一个介电损耗峰, 低温介电反常峰温度附近具有明显的介电常数频率依赖性, 但居里峰随频率增加基本不变, 与典型弛豫铁电体的特征不同. 将弛豫铁电体分为本征弛豫和非本征弛豫铁电体, 通过分析极化前和极化后陶瓷的介电温谱, 发现该体系低温介电反常峰温度附近的介电频率依赖性为空间电荷和缺陷偶极子极化引起的非本征弛豫.     

Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PbTiO3系统准同型相界附近的介电异常

用两步合成法制备了(1-x)Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(x=0.300.40)陶瓷,对其相结构和介电性能进行了研究. XRD分析表明,准同型相界在PT含量x=0.340.38范围内. 介电性能研究结果表明,组成在准同型相界处的试样, 其介电常数呈现最大值.同时还发现,准同型相界处的陶瓷出现介电双峰,其中一个为弛豫型?铁电相向顺电相转变的相变峰;另一个介电峰处于130150C的高温区, 可能是由镍离子变价、相结构变化等缺陷引起的松弛极化产生的.     

Pb（Zn1／3Nb2／3）O3基复相陶瓷的制备及其介电温度特性

采用两相混合烧结法制备Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ陶瓷。结果表明：在一定烧结温度下起始两组元可以共存形成复相结构，从而改善材料了的温度特性，成功地获得了低烧，高介，具有Ｘ７Ｓ温度特性的温度稳定型ＰＺＮ复相陶瓷。／     

宽温度稳定Ba0.80Sr0.20TiO3/Pb0.82La0.12TiO3复合厚膜的低温制备研究

利用溶胶-凝胶法合成了两种不同居里温度的Ba_0.80Sr_0.20TiO₃(BST-80)和Pb_0.82La_0.12TiO₃(PLT-12)铁电陶瓷微粉.以陶瓷微粉,低熔点玻璃粉末PbO-B₂O₃等混合配制浆料,应用丝网印刷法在ITO石英玻璃基板上制备厚膜,并在550-750℃温度下于密封的石英套管中烧结致密化,成功的在750℃低温下制备出BST-80和PLT-82晶相稳定共存的复合厚膜.厚膜的相关性能通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、阻抗仪(LCR)等手段进行测试.结果表明,厚膜的形成主要通过750℃下PbO-B₂O₂玻璃相的浸润及均匀包裹到颗粒表面并经颗粒在玻璃相中一定的液相传质过程而致密化;通过控制玻璃相的包裹及控制颗粒的扩散实现颗粒相的稳定共存.厚膜中PLT-82晶相的晶格受Pb²⁺离子扩散进入玻璃相而略有缩小.这种复合厚膜的介电常数在较宽的温度范围0-300℃间的变化率<18％,具有较高的温度稳定性.     

CaCu3Ti4O12/NiCuZn铁氧体基磁电复合材料研究

将CCTO(CaCu3Ti4O12)与NiCuZn铁氧体进行复合,系统地研究了组分变化对这种新型磁电复合材料的烧结性能、晶相结构、显微结构和磁电性能的影响。随后,为了实现复合材料的低温烧结以及综合考虑复相陶瓷的磁电性能,选取80%(质量分数,下同)NiCuZn铁氧体/20%CCTO组分,以BBSZ(Bi2O3-H3BO3-SiO2-ZnO)玻璃作为助熔剂,研究了CCTO/NiCuZn铁氧体基复合材料的烧结行为和磁电性能。结果表明,掺杂BBSZ后,900℃下烧结的所有样品的密度均达到了复相陶瓷理论密度的95%,且复相陶瓷的介电常数和磁导率在1～30 MHz范围内均不依赖于频率的变化。在10 MHz的频率下,当BBSZ的含量从0增加到3%时,复相陶瓷磁导率μ从13.2增加到47.9,磁损耗tanδμ从0.022下降到0.017,同时,样品的谐振频率从109Hz左右移动到3.2×108Hz。相应地,复相陶瓷的介电常数ε从9.2增加到16,介电损耗tanδε从0.069下降到0.012。这一优异的整体性能使其有望实际应用。     

PST-PT/PVDF复合材料的制备及介电性能

采用先驱体合成法得到PST-PT陶瓷粉体,X射线衍射测试结果显示粉体为纯四方钙钛矿结构。SEM分析表明,其颗粒大小比较均匀,粒度约为500 nm。采用模压/固化工艺,制备了PST-PT/PVDF 0-3型复合材料。测试了PST-PT/PVDF 0-3型复合材料的介电性质,测试结果显示,其介电常数强烈地依赖于两相的相对比例、测试温度和测试频率。当PST-PT含量(质量分数)为9%时,复合材料介电常数大幅度提高,在40℃~60℃左右有一个极值峰出现。      

AlN-堇青石玻璃复合材料的介电性能

为了研究热压温度和AlN含量对AlN-堇青石玻璃复合材料烧结和介电性能的影响,采用真空热压方法在900~1000℃低温烧结制备AlN-堇青石玻璃复合材料.利用X射线衍射、扫描电镜和阻抗分析仪对复合材料的微结构和介电性能进行了研究.结果表明,随着热压温度的提高,复合材料的相对密度增加,复合材料的介电常数和介电损耗减少;在一定的热压温度下,复合材料的介电常数和介电损耗随着AlN引入量的增加而增加.从复合材料的相组成和结构角度对以上结果予以解释,提高热压温度和增加α-堇青石数量均有利于降低复合材料的介电常数和介电损耗.制备的复合材料具有低的介电常数(5.6~6.5)和低的介电损耗(≤10-3),有望用于微电子封装领域.     

Zn-Al共掺对0.95MgTiO3-0.05CaTiO3介电性能的影响

采用固相反应法制备了 (Mg_0.93Ca_0.05Zn_0.02)(Ti_1-xAl_x)O₃介质陶瓷.研究了Zn-Al共掺杂对0.95MgTiO₃-0.05CaTiO₃(95MCT)陶瓷介电性能的影响.结果表明：Zn-Al共掺杂的95MCT陶瓷的主晶相为MgTiO₃和CaTiO₃两相结构,Zn-Al共掺杂可以抑制中间相MgTi₂O₅的产生,同时,有第二相CaAl₂O₄出现;Zn-Al共掺杂能有效地降低95MCT陶瓷的烧结温度至1300℃,改善介电性能,并对介电常数温度系数具有调节作用.当 Zn²⁺掺杂量为0.02mol、Al³⁺掺杂量为0.02mol时, 在1300℃烧结2.5h获得最佳性能：ε_r =20.35, tgδ=2.0×106, α_c=1.78×106.     

溶胶-凝胶法制备Ni-Zn磁性微晶玻璃陶瓷的研究

采用溶胶－凝胶方法分别制备了Ｎｉ－Ｚｎ铁氧体磁性微粉和含Ｂ－Ｓｉ玻璃的先体溶液。然后用颗粒包覆的方法将磁性微粉用此溶胶包覆起来。从而实现了同银电极共烧。材料的磁性、介电性能测试表明,随玻璃含量的增加,介电常数、介电损耗以及制备在样品上的电感均呈减小趋势;介电常数随温度的升高而增大,低频特性更为明显。ＸＲＤ分析５给出材料的主晶相为尖晶石结构。除此之外还有少量的玻璃相。     

Microstructures and dielectric properties of CaTiO3–LaSrAlO4 composite ceramics

The microstructures and dielectric properties of xCaTiO₃/(1−x)LaSrAlO₄ composite ceramics were investigated. CaTiO₃ and LaSrAlO₄ could co-exist when the content of CaTiO₃ was no more than 30 mol%, while LaAlO₃ and CaO phases were observed in the composite ceramics with higher CaTiO₃ content. The dielectric constant of the composite ceramics increased with increasing the additive content, and the dielectric loss generally increased with increasing the additive content because of the presence of phase boundary and the high dielectric loss of the minor phases. The temperature coefficient of dielectric constant decreased with increasing the additive content firstly, and then it increased abnormally when x equals to 40 mol%, finally it decreased with increasing the additive content further. The dielectric properties predicted from serial formula were most close to those obtained from experiment among the classical dielectric mixture rules.     

Dielectric properties of piezoelectric 3-0 composites of lithium ferrite/barium titanate

Piezoelectric 3-0 composite ceramics are prepared from a mixture of barium titanate and lithium ferrite phase constituents. Dielectric properties of composites are affected by a number of parameters that include electrical properties, size, shape and amount of constituent phases. The frequency dependent measurements can provide additional insight into mechanisms controlling electrical response. Frequency dependence of dielectric constant plots of lithium ferrite/barium titanate composites will be given and the relevance of trends seen in them will be discussed. Connectivity in composites developed is studied.