Ba2+掺杂对CaCu3Ti4O12陶瓷结构与电性能的影响

采用传统固相法制备了Ca1-xBaxCu3Ti4O12(x=0, 0.005, 0.010, 0.020, 0.030, 0.040, 0.050, 0100,摩尔分数) 陶瓷。用X线衍射仪、扫描电子显微镜、介电温谱测试系统及阻抗测试仪研究了Ba2+掺杂量的变化对Ca1-xBaxCu3Ti4O12陶瓷的相结构、微观形貌及电性能影响。研究结果表明,随着Ba2+掺杂量的增加,陶瓷试样产生了第二相CuO,同时Ba2+掺杂使CaCu3Ti4O12的晶格常数增大。Ca1-xBaxCu3Ti4O12陶瓷的晶粒尺寸随Ba2+掺杂量的增加而减小,气孔率随之降低。掺杂适量的Ba2+可有效降低CaCu3Ti4O12陶瓷的介电损耗,也可降低相对介电常数随温度的变化率。一定量的Ba2+掺杂还能增加CaCu3Ti4O12的晶界电阻。     

Nb掺杂对Bi_4Ti_3O_(12)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。     

新型BST基高压电容器陶瓷

以Ba0.9Sr0.1TiO3为基,通过Nb5+、Mg2+掺杂改善陶瓷的耐压特性。结果表明:Nb5+、Mg2+复合取代Ti4+使Ba0.9Sr0.1TiO3的居里温度向低温方向移动,宽化了介电峰,提高了陶瓷的击穿场强(Eb)。Ba0.9Sr0.1(Nb2/3Mg1/3)0.04Ti0.96O3在1320℃烧结时,获得了εr为1053,Eb为13MV/m,tanδ为0.01,ρv大于1010?·cm的高压电容器陶瓷。     

低温烧结Ba3Ti5Nb6O28陶瓷及其微波介电性能

研究了CuO助剂对Ba3Ti5Nb6O28陶瓷的烧结特性、微结构以及介电性能的影响。研究表明,适量CuO助剂能使Ba3Ti5Nb6O28陶瓷的烧结温度从1 300℃降到950℃以下。部分CuO会固溶于Ba3Ti5Nb6O28并改变其晶粒形状,出现少量长条状晶粒。随着CuO含量增加,介电常数(rε)无明显变化,品质因数与频率之乘(Q×f)值因固溶物的产生而下降,频率温度系数(τf)向负频率温度系数方向移动。w(CuO)为1%的Ba3Ti5Nb6O28样品,在920℃、2 h下,获得了介电性能较好的低温共烧陶瓷,其介电常数rε为41,Q×f=6 500 GHz,τf=4×10-6/℃。     

N2气氛烧结La掺杂BaTiO3陶瓷的结构与介电性能

采用水热法合成的BaTiO3粉体，分别掺入La(NO)3摩尔分数为0～2．0％，N2气氛1250℃烧结。利用XRD和SEM观测样品的微观结构，用阻抗分析仪测量了在-50～150℃温度范围内样品的介电性能，研究La(NO)3掺杂量对陶瓷样品显微结构和介电性能的影响。试验结果表明：随着La(NO)3掺杂量增大，样品晶粒尺寸逐渐增大。掺杂摩尔分数小于2．0％时，样品主晶相为BaTiO3四方相，介电损耗变化不明显；掺杂摩尔分数大于0．2％时，有第二相Ba5La4Ti8O22存在，介电损耗激增。室温下的表观介电常数ε1呈倒U型变化，当掺杂摩尔分数为0．8％时，室温下ε1达最大值280000。     

Bi4Ti3O12掺杂对BST陶瓷性能和结构的影响

研究了Bi4Ti3O12(2%～10%,质量分数)掺杂对(Ba0.71Sr0.29)TiO3(BST)基电容器陶瓷介电常数εr、介质损耗tan δ、容温变化率△C/C等性能及其烧结温度的影响.结果表明,当w(Bi4Ti3O12)=10%时,εr为2 558,tan δ为0.005 0,△C/C=-39.2%,△C/C在25～125℃的范围内比在w(Bi4Ti3O12)=2%时降低了18%,陶瓷的烧结温度降为1 180℃.借助SEM和XRD研究了Bi4Ti3O12掺杂量对样品的显微结构和物相组成的影响,表明Bi4Ti3O12作为烧结助剂包裹晶粒并填充晶粒间形成异相,阻止晶粒生长并细化晶粒.     

高频电介质新材料Ba_2Ti_3Nb_4O_(18)陶瓷

采用氧化物固相反应法制备了理论密度达96.8%以上的Ba2Ti3Nb4O18高频电介质陶瓷。XRD和SEM分析表明:该陶瓷为两相混合结构,主晶相为单斜Ba2Ti3Nb4O18相,次晶相为六方Ba3Ti4Nb4O21相。1250℃/2h烧结瓷体Ba3Ti4Nb4O21相的体积分数为5%~8%,1MHz下的介电性能为:εr约为38,tanδ约为1.6×10–4,αC约为–8.51×10–6/℃。     

Sb2O3对富钛型钛酸锶钡基陶瓷结构及性能的影响

采用传统固相法制备Sb2O3掺杂(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3系介电陶瓷,通过扫描电镜、X线衍射仪及LCR测试系统,研究不同含量的Sb2O3及烧结工艺参数对TiO2过量的钛酸锶钡体系微观结构及介电性能的影响。结果表明,随Sb2O3掺杂量增大,(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3陶瓷由立方钙钛矿结构单相固溶体转变为多相化合物。在TiO2过量的(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3陶瓷中,Sb3+进入钙钛矿晶格A位。Sb2O3添加量较大时,(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3基陶瓷晶粒异常长大,粒径分布不均匀,且有柱状晶粒出现。随Sb2O3掺杂量增大,(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3基陶瓷居里温度及介电常数峰先增大后减小。提高(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3基陶瓷的烧结温度并延长保温时间有利于改善Sb2O3掺杂量较高时(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3基陶瓷室温的介电性能。     

CuO-BaO掺杂对Ba(Ti_(0.91)Zr_(0.09))O_3介电性能的影响

采用固相反应法制备了添加1%(质量分数)CuO-BaO混合物的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3铁电陶瓷,研究了r(Cu∶Ba)对Ba(Ti0.91Zr0.09)O3铁电陶瓷烧结特性及介电性能的影响。结果表明:随着r(Cu∶Ba)的增加,Cu开始进入晶格,Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷的密度先增加后减小,r(Cu∶Ba)为1.5时,ρ达最大值5.85g/cm3,斜方-四方相变峰出现介电弛豫现象,居里温度向低温方向移动,电滞回线呈现典型弛豫型铁电体的特征。     

B位取代钛酸铋钠基压电陶瓷的结构与性能

采用传统固相反应制备出了0.80Na0.5Bi0.5TiO3-0.20K0.5Bi0.5TiO3(NKBT)基无铅压电陶瓷材料,研究了高化合价离子(Sb5+, Nb5+,W6+) B位掺杂对NKBT基无铅压电陶瓷结构与性能的影响.结果表明,掺杂等量Sb3+、Nb5+和W6+后,NKBT基陶瓷的主晶相仍然为钙钛矿相结构,其中掺杂Sb5+和Nb5+时,陶瓷中分别出现少量Sb6O13和Nb2O5相.掺杂离子的相对原子质量越大,陶瓷的压电常数d33越大.W6+为最优掺杂离子.不同W6+含量的NKBT陶瓷的主晶相均为钙钛矿相,当W6+摩尔分数为8%时,出现焦绿石相Bi14W2O27.W6+的固然极限为4%.随着W6+摩尔分数的增加,材料的介电常数εr、d33及居里温度TC减小,介电损耗tan δ增加.当W6+的摩尔分数为1%时,陶瓷的性能达到最佳,其d33、εr、tan δ、TC分别为123 pC/N,1 352、0.042 9,318 ℃.     

BiVO_4对Ta改性Ba_3Ti_5Nb_6O_(28)陶瓷烧结和介电性能的影响

采用传统固相反应法制备了BiVO_4掺杂的Ba_3Ti_5Nb_(5.84)Ta_(0.16)O_(28)陶瓷,研究了所制陶瓷的烧结性能、介电性能以及结构。BiVO_4的添加使Ba_3Ti_5Nb_(5.84)Ta_(0.16)O_(28)陶瓷的烧结温度从1275℃显著降低到了900℃,介电常数及介电损耗略有提高。其中,掺杂有5.0%(质量分数)BiVO_4的Ba_3Ti_5Nb_(5.84)Ta_(0.16)O_(28)陶瓷在950℃保温烧结3h后具有较好的微波介电性能:ε_r=31.5,Q·f=4338GHz,τf=36.2×10~(–6)/℃。     

Zn和Nb对BaO-TiO_2系统微波陶瓷介电性能的影响

研究了添加ZnO 和Nb2O5的BaO-TiO2系统微波陶瓷。XRD表明其主晶相是Ba2Ti9O20(B2T9)/BaTi4O9(BT4)。加入ZnO 和Nb2O5,由Zn2+ 和Nb5+共同取代Ti4+,作为施主受主杂质,达到电价平衡,降低了烧结温度,改进了介电性能。该系统微波瓷料既可用于制造滤波器,也可用于制造多层陶瓷电容器(MLCC)。实验表明其介电性能如下:εr =37、Q =14 000、αC = 10×106℃1(1 MHz)。     

Ba/Ti摩尔比对B位钙掺杂钛酸钡性能的影响

研究了Ba/Ti摩尔比、B位钙掺杂量和烧结气氛对钛酸钡陶瓷的致密化、微观结构、电阻率以及介电性能的影响。结果表明,随着Ba/Ti摩尔比的增加,样品密度增大,陶瓷晶粒变小,致密化程度增加,材料的居里点向低温方向移动,漏导损耗减小,电阻率增加。而随着钙掺杂量的增加,样品密度减小,孔洞增大增多,漏导损耗增大,电阻率减小。     

Sb_2O_3掺杂Ba(Ti_(0.91)Zr_(0.09))O_3陶瓷的结构与性能

采用固相反应法制备了Sb2O3掺杂的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷,研究了Sb2O3掺杂量(x(Sb2O3)为0.5%～5.0%)对陶瓷晶相结构及介电性能的影响,分析了陶瓷电滞回线变化的原因。结果表明:Sb3+进入了Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷晶格,引起晶格畸变,且无第二相出现。随着Sb2O3掺杂量的增加,陶瓷晶粒逐渐变小变均匀,tanδ减小。Sb2O3掺杂的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷为弥散相变铁电体,在x(Sb2O3)为3.0%处弥散程度最小。     

Nb_2O_5对Ba_(0.68)Sr_(0.32)Ti_(1-x)Sn_xO_3陶瓷介电性能的影响

采用传统固相法,制备了Nb2O5掺杂的Ba0.68Sr0.32Ti1–xSnxO3(BSTS)介电陶瓷,研究了Sn4+加入量和掺杂Nb2O5对材料介电性能的影响,用SEM研究了SnO2对材料微观结构的影响,当x(SnO2)为0.010,x(Nb2O5)为0.008时制得了εr为3689,tanδ为0.0006的高压低损耗陶瓷电容器瓷料,探讨了二者改性作用的机理。     

掺杂Bi_2O_3对Ba_4Sm_(28/3)Ti_(18)O_(54)微波介质陶瓷性能的影响

以Ba4Sm28/3Ti18O54微波介质陶瓷为基础,掺杂Bi2O3进行协调改性,形成固溶式为Ba4(Sm1–yBiy)28/3Ti18O54的结构。结果表明,掺杂Bi2O3能很好地把Ba4Sm28/3Ti18O54微波介质陶瓷的烧结温度降低至1260℃,当y=0.15时,能得到介电性能较佳的微波介质陶瓷:εr约为81,tanδ约为5×10–4,τf为–21×10–6℃–1。     

Zn-Zr共掺对0.95MgTiO_3-0.05CaTiO_3陶瓷介电性能的影响

采用固相反应法制备了(Mg0.93Ca0.05Zn0.02)(Ti1-xZrx)O3介质陶瓷。研究了Zn-Zr共掺杂对0.95MgTiO3-0.05CaTiO3(95MCT)陶瓷介电性能的影响。结果表明:Zn-Zr共掺杂能有效降低95MCT陶瓷的烧结温度至1 300℃,改善介电性能,并对介电常数温度系数αc具有调节作用。当Zn2+和Zr4+掺杂量均为摩尔分数0.02时,在1 300℃烧结2.5 h获得的95MCT陶瓷具有最佳介电性能:εr=22.02,tanδ=2.78×10-4,αc=2.98×10-6/℃。