MnO2掺杂Bi(Mg1/2Ti1/2)O3-0.38PbTiO3陶瓷的介电压电性能研究

研究了不同MnO2含量掺杂对Bi(Mg1/2Ti1/2)O3-0.38PbTiO3压电陶瓷结构和介电压电性能的影响.随着MnO2掺杂量增加,试样的三方相结构特征越来越明显,压电性能明显下降,居里温度附近介电常数εm明显降低;同时,当测试温度大于100℃后,MnO2掺杂试样介电损耗整体明显降低,说明适量的MnO2掺杂能提高BMT-0.38PT陶瓷在高温下的性能稳定性.     

新型无铅压电陶瓷NBT-NBSN的研究

采用传统陶瓷制备方法,制备出一种钙钛矿结构无铅新压电陶瓷材料(1-x)(Na1/2Bi1/2)TiO3-x(Na1/2Bi1/2)(Sb1/2Nb1/2)O3(x=0~1.4%,摩尔分数)。研究了(Na1/2Bi1/2)TiO3(NBT)陶瓷B位复合离子(Sb1/2Nb1/2)4 取代对介电和压电性能的影响。X-射线衍射分析表明,所研究的组成均能形成纯钙钛矿(ABO3)型固溶体。陶瓷材料的介电常数-温度曲线显示陶瓷在升温过程中存在两个介电常数温度峰,不同频率下陶瓷材料的介电常数-温度曲线显示该体系材料具有明显的弛豫铁电体特征。检测了不同组成陶瓷的压电性能,发现材料的压电常数d33、厚度机电耦合系数kt和介电常数rε随着x值的增加先增加后降低,在x=0.8%时,陶瓷的d33=97 pC/N,kt=0.50,为所研究组成中的最大值,介电损耗tanδ则随x值的增加而增加。     

(1-x)ZnWO4-xTiO2陶瓷的微波介电性能研究

用固相反应法在1150℃烧结2h得到了致密的(1-x)ZnWO4-xTiO2 (0.1≤x≤0.8)系列微波介质陶瓷,对陶瓷的相组成、显微结构及微波介电性能进行了研究.结果表明:在(1-x)ZnWO4-xTiO2 (0.3≤x≤0.5)陶瓷样品中存在ZnWO4、TiO2及Zn2TiO4三相,当Zn2TiO4相的量较多时,样品的微波介电性能较好.随着TiO2的含量增加,(1-x) ZnWO4-xTiO2陶瓷的εr及τf值单调递增,而Q·f值则先上升后下降.当x=0.4时,(1-x)ZnWO4-xTiO2陶瓷样品的微波介电性能为:εr=26.56、Q·f=42 278 GHz及τf =61.37× 10-6/℃.它是一种具有中等介电常数,中低烧结温度且性能优良的微波介质陶瓷新体系.     

MZT-CLT介质陶瓷的微波烧结研究

微波烧结法制备(1-x)(Mg_(0.7)Zn_(0.3))TiO_(3-x)(Ca_(0.61)La_(0.26))TiO_3(MZT-CLT,x=0.13)系介质陶瓷,研究微波烧结工艺对MZT-CLT陶瓷烧结性能、微观结构、相组成和微波介电性能的影响。结果表明,MZT-CLT陶瓷的主晶相为(Mg_(0.7)Zn_(0.3))TiO_3(MZT)、Ca_(0.61)La_(0.26)TiO_3(CLT),第二相为(Mg_(0.7)Zn_(0.3))Ti_2O_5;升温速率15℃/min,烧结温度1 275℃,保温时间20min时,陶瓷微波介电性能优良:介电常数εr=26.21,品质因数与频率之积Q·f=120 000GHz,频率温度系数τf=-3×10~(-6)/℃。     

Li2O掺杂对CBS/Al2O3玻璃陶瓷性能的影响

研究了Li2O掺杂对CBS/Al2O3玻璃陶瓷烧结性能和介电性能的影响.结果表明,掺杂适量的Li2O可改善CBS/Al2O3玻璃陶瓷的烧结性能和介电性能,当掺杂Li2O的质量分数为0.5%时,CBS/Al2O3玻璃陶瓷在810 ℃可实现低温致密化烧结,试样的体积密度为2.89 g/cm3;在1 MHz的测试频率下,该材料的介电常数为8.6,介电损耗为1.0×10-3;XRD分析表明其相组成主要为CaSiO3、CaAl3BO7、残余Al2O3和玻璃相.     

B位取代对钛酸锌相结构及介电性能的影响

通过固相烧结法结合半化学法制备了ZnO-(1-x)TiO2-xSnO2(x=0.04~0.20)陶瓷,掺杂1.0%3V2O5(质量分数)-B2O3降低陶瓷的烧结温度,研究了B位取代对ZnTiO3相结构及介电性能的影响。结果表明,Sn的加入促进了六方相分解,形成了立方尖晶石结构的固溶相Zn2(Ti1-xSnx)O4;随烧结温度升高,Sn的固溶量增加,900℃时,最大固溶量为0.08 mol。900℃烧结试样,随x增加,其介电常数ε先增大后减小,而介电损耗tanδ恰好相反,先减小后增大,当x=0.12时,得到ε的最大值(ε=29)和tanδ的最小值(tanδ=9.86×10-5)。900℃烧结的具有优良介电性能的ZnO-(1-x)TiO2-xSnO2(x=0.04~0.20)陶瓷有很好的实际应用前景。     

(1-x)CaTiO_3-x(Li_(1/2)Ln_(1/2))TiO_3高介微波介质陶瓷

研究了烧结温度、组成和稀土元素对(1-x)CaTiO_3-x(Li_(1/2)Ln_(1/2))TiO_3(x=0.3、0.5(摩尔分数); Ln=La、Nd、Sm)微波介质陶瓷的晶体结构和微波介电性能的影响.X-射线衍射(XRD)分析表明,除(1-x)CaTiO_3-x(Li_(1/2)Ln_(1/2))TiO_3(x=0.5,Ln=Nd)陶瓷中含有少量Nd_2Ti_2O_7外,其余陶瓷均形成了单一的正交钙钛矿相.x=0.5的样品微波介电性能明显优于相应的x=0.3的样品.(1-x)CaTiO_3-x(Li_(1/2)Ln_(1/2))TiO_3(x=0.5)陶瓷微波介电性能:介电常数ε=160,品质因数与频率之积Qf =1 200 GHz,频率温度系数τ_f=-97×10~(-6)/℃(Ln=La);ε=129,Qf=2 000 GHz,τ_f=-52×10~(-6)/℃(Ln=Nd);ε=118,Qf=2 305 GHz,τ_f=-45×10~(-6)/℃(Ln=Sm).     

BaSnO3纳米粉改性Ba(Mg1/3Ta2/3)O3介质陶瓷的研究

以BaSnO3纳米粉体作为添加剂制备(1-x)B a(M g1/3T a2/3)O3-xB aSnO3陶瓷,并与以SnO2为起始原料直接合成的BM T-BS陶瓷作了对比研究。当x(Sn)=12%时,两种工艺在1 500°C保温4 h均能使材料烧结致密。不同的工艺对材料介电常数(rε)和谐振频率温度系数(fτ)的影响没有明显差异,但掺杂B aSnO3纳米粉体的试样具有明显较高的品质因数(Q),该材料的微波介电性能为:rε=24.6,fτ≈0.8×1-0 6/°C,Q×f≈2.24×105GH z。     

(Mg_(0.7)Zn_(0.3))TiO_3-(Ca_(0.61)La_(0.26))TiO_3系微波介质陶瓷性能研究

采用传统固相反应法制备了(1-x)(Mg0.7Zn0.3)TiO3-x(Ca0.61La0.26)TiO3(MZCLT)微波介质陶瓷。分析了(Ca0.61La0.26)TiO3掺杂量对MZCLT陶瓷相结构、烧结性能和介电性能的影响。所制MZCLT陶瓷的主晶相为(Mg0.7Zn0.3)TiO3和(Ca0.61La0.26)TiO3,还存在微量的(Mg0.7Zn0.3)Ti2O5。当x=0.13,1275℃烧结4h时,0.87(Mg0.7Zn0.3)TiO3-0.13(Ca0.61La0.26)TiO3陶瓷介电性能较佳:εr=26.7,Q·f=86011GHz(8GHz),τf为-6×10-6/℃,优于(Mg0.7Zn0.3)TiO3陶瓷介电性能(εr=19.2,Q·f=253000GHz,τf为-39×10-6/℃)。     

富钛型钛酸锶钡基陶瓷的微观结构与介电性能

采用传统固相法制备Nd2O3掺杂富钛型(Ba0.75Sr0.25) Ti1+xO3(x为摩尔比)陶瓷,通过扫描电镜及LCR测试系统,研究不同x值、Nd2O3掺杂量及烧结工艺对钛酸锶钡基陶瓷微观结构与介电性能的影响。结果表明,随着x值及Nd2O3掺杂量增大,陶瓷试样均出现柱状第二相。当x=0.01且w(Nd2O3)=0.4%时,陶瓷试样经1 250 ℃烧结2 h后,其室温相对介电常数(εr)高达8.67×103,介电损耗(tan δ)仅为7.87×10-3。随着x值及Nd2O3掺杂量增大,陶瓷的居里峰显著移动。     

PMMN-PZT四元系压电陶瓷材料的研究

研究了铌镁酸铅铌锰酸铅锆钛酸铅(PMMN-PZT)四元系统压电陶瓷材料的配方、工艺条件及对各项性能指标的影响。在相界附近研究了四种不同配方的PMMN-PZT压电陶瓷,通过SEM观察、性能测试、居里温度表征等手段,确定了较佳的配方组成、材料的烧结温度及极化制度。研究表明:所得PMMN-PZT压电陶瓷的较佳组成为0.06Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.06Pb(Mn1/3Nb2/3)O3-0.44PbZrO3-0.44PbTiO3+0.2%质量分数的CeO2,适宜的烧结温度为1200,极化电场为3000V/mm,极化温度为150。所制备的压电陶瓷的相对介电常数33T/0为1100;介质损耗tg为0.004;压电常数d33为290?0-12C/N,g33为28.0?0-3Vm/N;机电耦合系数kP为0.55;机械品质因数Qm为1200。     

Thickness Dependent Properties of Relaxor-PbTiO(3) Ferroelectrics for Ultrasonic Transducers

The electrical properties of Pb(Mg(1/3)Nb(2/3))O(3)-PbTiO(3) (PMN-PT) based polycrystalline ceramics and single crystals were investigated as a function of scale ranging from 500 microns to 30 microns. Fine-grained PMN-PT ceramics exhibited comparable dielectric and piezoelectric properties to their coarse-grained counterpart in the low frequency range (<10 MHz), but offered greater mechanical strength and improved property stability with decreasing thickness, corresponding to higher operating frequencies (>40 MHz). For PMN-PT single crystals, however, the dielectric and electromechanical properties degraded with decreasing thickness, while ternary Pb(In(1/2)Nb(1/2))O(3)-Pb(Mg(1/3)Nb(2/3))O(3)-PbTiO(3) (PIN-PMN-PT) exhibited minimal size dependent behavior. The origin of property degradation of PMN-PT crystals was further studied by investigating the dielectric permittivity at high temperatures, and domain observations using optical polarized light microscopy. The results demonstrated that the thickness dependent properties of relaxor-PT ferroelectrics are closely related to the domain size with respect to the associated macroscopic scale of the samples.     

新型热释电材料及其在红外探测器中的应用

以(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3{PMNT[(1-x)/x}为代表的大尺寸、高质量弛豫铁电单晶具有非常高的热释电系数、探测优值和较低的热扩散系数,其综合热释电性能远优于传统的热释电材料.概述了PMNT[(1-x)/x]单晶、掺锰PMNT(74/26)单晶和0.42Pb(In1/2Nb1/2)...     

烧块制备技术对PMN基瓷介电常数的影响

采用预产物法、一次煅烧合成法、二次煅烧合成法等制备Ｐｂ［（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）１－ｘ－ｙ（Ｆｅ１／２Ｎｂ１／２）ｘＴｉｙ）］Ｏ３（ＰＭＦＮＴ）化合物烧块，并从其Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）物相分析结果中估算出钙钛矿相的相对含量。进而探讨了烧块的制备技术对Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３（ＰＭＮ）基瓷的介电常数的影响，烧块的钙钛矿相含量增加，对应的ＰＭＮ基瓷的介电常数提高。选用合理的烧块制备技术是提高瓷料介电常数的关键环节     

退火处理对Pb（Zn1／3Nb2／3）O3基陶瓷介电性能的影响

研究了退火处理对Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３基陶瓷介电性能的影响。结果表明，退火热处理显著提高了ＰＺＮ基陶瓷相变温度附近的介电常数，并使相变扩散因子降低。借助显微结构和介电分析探讨了可能原因，认为热处理对介电性能的影响可能与晶界玻璃相的消除、晶粒内部微区状态的改变及应力消除等因素有关。     

Sr掺杂四元系压电陶瓷压电性能研究

采用传统的固相烧结法制备了Pb(Sn1/3 Nb2/3)O3-Pb(Zn1/3 Nb2/3)O3-PbZrO3-PbTiO3(PSN-PZN-PZT)四元系压电陶瓷,并通过添加SrCO3提高材料的性能.采用X线衍射对合成后材料的晶相进行分析,用扫描电子显微镜观察了样品表面的显微结构,并讨论了组成压电性能及温度稳定性的影响.当烧结温度为1 260℃并保温2h,且x(Sr)=0.02～0.04时,PSN-PZN-PZT系统的综合性能最佳:压电常数d33 =288～291 pC/N,机电耦合系数kp=53.6％～59.1％,机械品质因数Qm=1 529～1 554,Tc =254～265℃.     

掺杂的PNL-PFS-PZT铁电陶瓷性能研究

通过对几种不同的样品压电特性、机械品质因数和介电温谱等特性的对比和分析 ,研究了Pb (Li1/4Nb3 /4 )O3 Pb (Fe1/3 Sb2 /3 )O3 PbTiO3 PbZrO3 四元系陶瓷在不同配比和掺杂下的机电性能 ,发现该系列样品具有较高的压电常数 (可达 3 4 0× 10 -12 C/N)和介电驰豫温谱。文中还对该系列陶瓷的烧成工艺进行了一定的实验和对比 ,以寻找其最佳的烧成工艺。     

(La0.44Sr0.33)TiO3对MgTiO3系高频高Q MLCC瓷料性能的影响

采用传统固相反应法制备了(1-x)(Mg0.95Zn0.05)TiO3-x(La0.44Sr0.33)TiO3(MZLST)介质陶瓷。系统研究了(La0.44Sr0.33)TiO3掺杂量对MZLST陶瓷烧结特性、相构成、微观结构和微波介电性能的影响。结果表明,掺杂少量的(La0.44Sr0.33)TiO3后,MZLST陶瓷的主晶相为(Mg0.95Zn0.05)TiO3和(La0.44Sr0.33)TiO3,随着烧结温度的升高,第二相(Mg0.95Zn0.05)Ti2O5的含量增加。当x=0.10时,MZLST陶瓷在1 285℃烧结2h获得最佳的介电常数εr=22.17,品质因数Q.f=48 471GHz(6.72GHz),谐振频率温度系数τf=-7.99×10-6/℃。     

(1-x)BiFeO3-xCoFe2O4复合陶瓷介电性能的研究

采用传统的固相烧结工艺制备3种不同摩尔比的(1-x)BiFeO3-xCoFe2O4(简称(1-x)BFO-xCFO,x为摩尔分数,且x=0.1,0.3,0.5)复合陶瓷样品,并分析了其在室温和变温下的介电性能。研究结果表明,室温下陶瓷样品的介电常数和介电损耗均随CFO含量的增加而降低;当频率大于100kHz时,样品的介电常数随CFO含量的增加而变化不大;当x(CFO)=0.1时,样品在高频时介电损耗变小,而当x(CFO)=0.3或0.5时,陶瓷样品的介电损耗明显大于纯BFO陶瓷的介电损耗。在高温情况下,由于CFO的添加使陶瓷样品存在更多的缺陷活化及CFO所造成的漏电流,使样品在低频时的介电常数与介电损耗都变得很大。在100kHz频率下的交流导电率均随着温度的增加而减少;且相同温度下样品中包含的CFO含量越大其交流导电率也越大。当x(CFO)=0.3和0.5时,复合陶瓷样品的交流导电率随温度的变化规律几乎相同,且它们在相同温度下的交流导电率比纯BFO的大5～6个数量级。     

铅锰锑系压电陶瓷介电性研究

采用预合成及掺杂适量MnO2等工艺制备了钙钛矿结构为主的压电陶瓷材料Pb（Mn1/3Sb2/3)x(Zn1/3Nb2/3)y(Zr0.535Ti0.465)1-x-yO3,此材料具有机电耦合系数高、介质损耗小、介电常数与机械品质因数适中的特点。引入MnO3使其成为单一的钙态矿结构,并且提高了材料的介电与压电性能。