TiO2和MgO掺杂的ZnO导电陶瓷材料

以ZnO为基添加Al2O3、TiO2和MgO制备了导电陶瓷;研究了TiO2、MgO掺杂含量对ZnO陶瓷相对密度、电阻率和电阻温度系数的影响;测试分析了ZnO导电陶瓷在小电流和脉冲大电流下的伏安特性.结果表明,掺Ti有利于致密烧结,TiO2含量为0.6%(质量分数)时,样品相对密度为96%,室温小电流下测试其电阻率为8.14Ω·cm;添加适量MgO能降低电阻率且可改善电阻温度系数,MgO含量为0.4%(质量分数)时,小电流电阻率为5.67Ω·cm;室温小电流下样品伏安特性接近线性,在脉冲大电流下呈现一定非线性特性.     

氧化锌陶瓷铌掺杂效应的低温导电特性研究

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。     

CuO掺杂对钇钡铜氧陶瓷电性能的影响

采用传统固相烧结法制备的Y_1Ba_2Cu_3O_(7-x)(YBCO)陶瓷为功能相、玻璃粉为烧结助剂、CuO为掺杂剂,制备了CuO掺杂的钇钡铜氧陶瓷。通过X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析仪、微欧仪和高低温交变湿热试验箱对其相组成、微观结构及电性能进行研究。研究结果表明:CuO掺杂有利于减少YBCO晶体结构中存在的氧缺陷;随CuO掺杂量从0%增加到3%,陶瓷致密度逐渐增加,电阻率明显降低; CuO掺杂量大于3%后,陶瓷致密度逐渐下降,电阻率也明显升高;随CuO掺杂量增加,陶瓷的电阻温度系数逐渐由负向正偏移,电阻温度系数值逐渐减小。当CuO掺杂量为3%时,样品的综合电性能最佳:电阻率为1. 55×10~(-4)Ω·m,电阻温度系数为-1 470×10~(-6)/℃。     

纳米(ZnO,Al2O3)复合掺杂对3Y2O3-ZrO2材料电性能的影响

以3Y2O3—ZrO2纳米粉和ZnO，A12O3纳米粉为原料，采用交流阻抗谱技术对掺少量ZnO和A12O3的3Y2O3—ZrO2烧结陶瓷进行电性能研究。研究表明：少量纳米ZnO掺杂降低了3Y2O3—ZrO2的电导率，但随着掺人量的增加，电导率开始回升。在ZnO掺杂样品中加入少量纳米A12O3进行复合第二相掺杂，结果提高了3Y2O3—ZrO2材料的电导率。同时少量A12O3的掺人降低了晶粒电导活化能，使得晶粒电导率增加。     

ZnO-Nb2O5掺杂SnO2基陶瓷研究

通过常压烧结制备SnO2基陶瓷,研究了ZnO、Nb2O5单掺杂及ZnO-Nb2O5复合掺杂对SnO2基陶瓷的烧结性能及电阻率的影响。采用SEM及XRD对试样分别进行了微观结构观察及物相分析。研究表明,掺杂ZnO能提高陶瓷的体积密度,但对于降低电阻率的影响不明显,当ZnO掺杂量在0.5%～0.75%(质量分数)时,SnO2基体积密度可达到6.67～6.73g/cm3;掺杂Nb2O5不能有效提高烧成陶瓷的体积密度,但能显著降低SnO2基陶瓷的电阻率;0.5%(质量分数)ZnO～1.5%(质量分数)Nb2O5复合掺杂在1450℃下烧成的陶瓷可得到较好的性能,其体积密度可达到6.61g/cm3,常温电阻率为867.84Ω.cm。     

TiN/Si_3N_4复相导电陶瓷的制备及其性能

以铁尾矿为主要原料经碳热还原氮化制成的Si3N4粉和高钛渣作为原料,常压烧结制备了TiN/Si3N4复相导电陶瓷。利用XRD对其相组成进行了表征,研究了初始原料中TiO2加入量对材料致密度、力学性能和导电性能的影响。结果表明,烧结产物主要由Si3N4和TiN组成,随初始原料中TiO2加入量的增加,烧结产物中TiN相含量增加;初始原料中TiO2加入量为25%(质量分数)时烧结试样的体积密度为3.32g/cm3,硬度为8.97GPa,抗弯强度为79MPa。最少需加入20%左右的TiO2,材料中的TiN才能形成导电网络,此时材料的电阻率为4.25×10-2Ω.cm。     

高密度与低电阻率ZnO:Al靶材的制备及缺陷分析

以纳米量级的ZnO和Al2O3粉体为原料,通过湿式球磨得到了混合粉体,再经过模压成型与常压烧结工艺即可获得致密度超过95%的ZnO:Al陶瓷靶材,其电阻率可达10-2Ω·cm数量级.高致密度的原因在于纳米粉体具有大的比表面积和粒子数,烧结均匀,气孔较少.低电阻率在于Al3 对Zn2 替代产生的自由电子.同时对靶材中的黑点进行了分析,EDS显示其不仅存在N元素,而且Al含量与致密度比正常区域低,其原因与粉体颗粒的均匀性有关.     

CuO掺杂对WO_3压敏电阻微结构和电学性能的影响

研究了CuO掺杂对WO_3压敏电阻微结构和电学行为的影响,样品采用传统的陶瓷工艺制备.微结构通过扫描电子显微镜(SEM)观察,相结构和成分借助于X射线衍射(XRD)和能谱(EDS)进行分析.结果表明,微量的CuO掺杂能够促进WO_3陶瓷的致密化和晶粒生长.根据I-V特性测量结果,0.2%(摩尔分数)CuO掺杂的WO_3陶瓷具有线性伏安特性和极小的电阻率.CuO含量的继续增加使样品的非线性电学行为和电阻率又获得恢复,这是因为偏析于晶界处的CuO与两侧的晶粒形成了n-p-n型的双肖特基势垒.     

Sr0.4Pb0.6TiO3基陶瓷晶界组成对热敏特性的影响

采用固相烧结工艺制备出了Sr0.4Pb0.6TiO3半导体陶瓷元件，其阻温特性具有独特的NTCR和PTCR复合效应，陶瓷室温电阻率及居里点以下的NTCR效应随着烧结温度的升高而提高，适当过量PbO则能降低陶瓷室温电阻率及其NTCR效应。利用XRD，SEM和EDS分别对样品的相结构，形貌及成份分布等进行分析。结果显示晶界中的Sr,Ti含量相对较高，而Pb含量相对较低，材料的阻温特性明显受其影响，铅挥发造成的阳离子空位是该类半导体陶瓷在居里点下出现NTCR效应的主要原因之一，同时探讨Y^3 离子掺杂（Sr,Pb)TiO3陶瓷的半导体机理和热敏特性。     

Si_3N_4/TiN复相陶瓷常温导电性研究

分析了以高硅铁尾矿合成的Si3N4粉和高钛渣为原料常压烧结制备的Si3N4/TiN复相陶瓷的常温导电性,并对其进行放电加工。研究结果表明,初始原料中20%(质量分数)左右的TiO2加入量是决定材料中TiN能否形成导电网络的最低TiO2加入量,此时材料的电阻率为4.25×10-2Ω.cm。烧结温度升高,材料的电阻率略有降低。随放电加工速度的增加,加工表面的粗糙度明显增加。     

CuO掺杂对10NiO-NiFe2O4复合陶瓷导电性能的影响

利用冷压-烧结技术制备了CuO 掺杂的10NiO-NiFe2O4复合陶瓷,研究了CuO 掺杂量对10NiO-NiFe2O4复合陶瓷物相组成、显微结构、致密度及导电率的影响.结果表明:当CuO掺杂量为0～12.5%(质量分数)时, 烧结样品中主要含有NiO、Cu和NiFe2O4、CuO在氮气气氛下分解为金属Cu,在烧结温度下为液相促进了致密化烧结;1473K烧结时,8.75%CuO掺杂样品的相对密度最大,达到94.43%,比未掺杂样品的相对密度提高了18.16%;当CuO掺杂量为4%时,在1233K温度下样品达到最大导电率5.169S/cm,是未掺杂样品的导电率1.026S/cm的5倍.     

CuO对NKN基无铅压电陶瓷结构和性能的影响

采用传统陶瓷工艺制备了添加氧化铜的铌酸钠钾基无铅压电陶瓷[(Na0.5K0.5)1-2xCuxNbO3,0≤x≤0.05],研究了氧化铜(CuO)的引入对(Na0.5K0.5)NbO3(NKN)基陶瓷的晶体结构和压电、铁电等性能的影响.研究结果表明,讨论的所有样品的主晶相均为正交钙钛矿结构;随着x的增加,陶瓷出现了K4CuNb8O23杂相;与纯NKN陶瓷相比,掺入一定量的CuO后,样品的致密度显著提高;随着CuO含量的增加,陶瓷的机电耦合系数(kp)和机械品质因数(Qm)先增加后减小,并在x=0.01时达到最大值:kp=38.7%,Qm=1000,而陶瓷的压电常数(d33)无显著变化;当x≥0.01时,样品呈现出双电滞回线的特征.     

YCl3取代Y2O3降低BaTiO3基PTCR陶瓷电阻率机理研究

采用YCl3溶液作为施主掺杂剂,在空气中烧结制备一系列BaTiO3陶瓷样品,对其室温电阻率及PTC效应进行研究.同时与Y2O3和YNO3溶液掺杂的样品对比,借助XRD、XRF等分析手段,研究了YCl3溶液掺杂降低BaTiO3基PTCR陶瓷室温电阻率的机理.研究结果表明,经空气中高温烧结后,样品中仍残留部分Cl元素,能取代O位起施主作用,烧结时Cl的挥发过程也能导致样品室温电阻率的降低,最后,施主掺杂剂以溶液的形式加入,能使其在粉料中分布均匀,有助于半导化.     

TiN/O''''-sialon复相陶瓷的常温导电性能研究

对原位TiN/O'-sialon纳米复相陶瓷(NTS)和采用"二步法"制备的TiN/O'-sialon复相陶瓷(TS)的常温导电性能进行了对比研究,并对材料TS进行了放电加工.研究结果表明,初始原料中20%(质量分数)和25%(质量分数)左右的TiO2加入量是决定材料NTS和TS中TiN能否形成导电网络的最低TiO2加入量,该导电临界值同基相O'-sialon与导电相TiN的颗粒尺寸比有关,此时相应材料的电阻率为1.6×10-2和1.8×10-2 Ω·cm,满足放电加工的需要.烧结温度升高,两种材料的电阻率略有降低.随放电加工速度的增加,材料TS加工表面粗糙度明显增加.     

CuO-TiO_2复合助剂低温烧结氧化铝陶瓷的机理(Ⅰ)

向氧化铝陶瓷中添加总量固定,但m(CuO)/m(Ti02)不同的CuO-TiO2复合助剂,研究其对氧化铝陶瓷烧结性能、微观结构以及物柑组成的影响,揭示复合助剂的低温烧结机理.结果表明,CuO与Ti02不易发生化合反应,分别以液相烧结和固相反应烧结来促进氧化铝陶瓷的致密化进程;Ti02与Al2O3反应生成Al2Ti7O15的固相烧结,比CuO的液相烧结更能有效地促进陶瓷的晶粒生长与致密化.在Ti02固相烧结的基础卜适当引入CuO液相,能够最大程度地降低氧化铝陶瓷的烧结温度;当在50gA12O3粉体中添加总量为0.025mol的CuO-TiO2复合助剂,并使m(TiO2)/m(CuO+TiO2)为0.80时,氧化铝陶瓷在1250℃烧结后其密度达到理论密度的98%以上.     

La_2O_3掺杂对ZnNb_2O_6陶瓷微观缺陷和介电常数的影响

通过测量不同La2O3含量的ZnLa2xNb2(1-x)O(6-2x)微波介质陶瓷的介电常数、符合正电子湮没辐射多普勒展宽谱和寿命谱,研究不同La2O3含量对该陶瓷介电常数和微观缺陷的影响。结果表明,x0.20时,随着La2O3含量增加,样品正电子平均寿命τm和缺陷浓度减小,致密度、商谱谱峰和介电常数εr升高。x=0.20时,样品正电子平均寿命τm和缺陷浓度最小,致密度、商谱谱峰和介电常数εr最高。x≥0.30时,样品正电子平均寿命τm和缺陷浓度升高,致密度、商谱谱峰和介电常数εr降低。     

铌酸钠无铅陶瓷的制备和性能研究

采用传统陶瓷制备方法制备了致密的NaNbO3无铅铁电陶瓷。利用XRD、SEM、介电温谱等分析技术,研究了CuO和MnO2掺杂对NaNbO3无铅铁电陶瓷的合成温度、烧成工艺、结构相变以及铁电性能的影响。结果表明通过CuO和MnO2掺杂能在较低温度下制备出致密的NaNbO3陶瓷和陶瓷的致密度,电学性能随着烧成温度的变化存在一个最优值,最佳烧结温度为1050℃,体积密度达到4.38g/cm3为理论密度的98.6%。该陶瓷在15～120℃均表现出铁电性能,具有压电活性,常温下介电常数为287,居里温度为390℃。     

Al掺杂量对ZnO:Al薄膜微观结构和光电性能的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃基片上制备出不同Al掺杂量的ZnO:Al(ZAO)薄膜.系统研究了Al掺杂量对薄膜微结构和光电性能的影响.结果表明:溶胶-凝胶法制备的薄膜具有完好C轴择优取向,在可见光区的透射率均大于85%;随着Al掺杂量的增加,薄膜的平均颗粒尺寸减小,表面电阻率先降低后升高,薄膜的光学带隙宽变宽.在5%H2 95%N2气氛退火可显著降低薄膜电阻率,掺Al量为2%的薄膜具有最低电阻率5.5×10-3Ω·Cm.     

ZnO缓冲层退火温度对Ti02∶Eu/ZnO薄膜光致发光性能的影响

采用溶胶-凝胶法在普通载玻片上制备出以ZnO为缓冲层、稀土Eu3+掺杂的TiO2薄膜,研究了ZnO缓冲层退火温度对TiO2∶Eu薄膜的光致发光性能以及晶体结构的影响.结果表明,随着ZnO层退火温度的升高,薄膜的PL谱增强,在500℃退火时达到最强;XRD显示,TiO2∶Eu3+/ZnO薄膜中有很强的ZnO(002)衍射峰,但是TiO2的(101)衍射峰却很微弱,且ZnO在500℃退火时TiO2的(101)衍射峰最弱.     

La掺杂Sr0.4Pb0.6TiO3陶瓷热敏机理研究

液相掺杂施主元素La，在1100－1200℃烧结制备出了Sr0.4Pb0.6TiO3基陶瓷。该陶瓷具有显著的NTCR－PTCR复合效应，其室温电阻率随烧结温度提高而增大；而添加少量PbO用于补偿铅损失，则明显降低了陶瓷的室温电阻率及减弱了居里点下的NTCR效应。同时利用XRD，SEM和TEM分别对陶瓷的相结构，形貌和畴结构进行了研究。根据实验结果，探讨了La掺杂Sr0.4Pb0.6TiO3陶瓷的半导化机理及其热敏特性。