烧结气氛对X8R陶瓷材料结构与性能的影响

研究了Yb/Mg受主离子协同掺杂对BaTiO3陶瓷材料分别在空气、还原性气氛中,以及热处理过后的结构与性能的影响。X-射线衍射(XRD)分析表明,还原性气氛烧结抑制了受主离子在BaTiO3中的固溶度,使材料出现第二相Yb2Ti2O7。差热扫描热分析(DSC)测量图谱表明,过量的Yb掺杂破坏了陶瓷的壳-芯结构。在不同的气氛烧结条件下,通过适当调整Yb/Mg掺杂量,可获得既适用于Pd/Ag内电极又适用于Ni内电极且满足在-55~ 150℃范围内,容量随温度的变化率满足±15%内(X8R)特性要求的多层陶瓷电容器(MLCC)介质材料。     

稀土氯化物溶液掺杂BaTiO3基PTC陶瓷性能研究

采用稀土氯化物(YCl3、LaCl3)溶液作为施主掺杂剂,在1350℃空气气氛下烧结制备一系列BaTiO3陶瓷样品。借助XRD、XRF等手段,研究了氯化物溶液掺杂对BaTiO3基PTC陶瓷性能的影响。结果显示,YCl3掺杂样品的最低室温电阻率为17?·cm、LaCl3掺杂的为47?·cm,且样品都具有一定的PTC效应。室温电阻率大幅降低的原因,是引入的Cl元素有一部分能进入晶格取代O位起施主作用。     

用于微波电路的单层片式晶界层电容器

研究了施主掺杂还原气氛烧结的SrTiO3基半导体瓷的组成与性能关系.通过等效电路分析,XRD、SEM显微结构观察,探讨晶界效应及其特性对瓷料性能作用的机理,从而制成介电系数可调(10000～50000),电容量变化率低(≤±4.7%～≤±22%),使用温域宽(-55℃～ 125℃)的单层片式晶界层电容器瓷片.通过在瓷片上溅射和电镀方法制作电极,并以光刻腐蚀,精密加工成通用型、表面贴装型、多电极型和阵列型的单层片式电容器,用于微波电路.     

BT基Y5V高压电容瓷织构对抗电强度的影响

在研制BaTiO3(BT)基Y5V高压电容器瓷料基础上,对不同配方的试样进行交流高压试验,SEM显微结构分析结果显示,当试样晶粒较小时(3~10μm),抗电强度较高(≥4.3MV/m),强交流电场引起的晶粒应力、应变不足以导致晶粒击穿;而晶粒较粗时(≥20μm),其应力、应变导致抗电强度明显降低。瓷体中次相对强交流电场有缓冲作用,随含量增加而抗电强度提高,但介电常数降低。在此基础上探讨了瓷体织构对抗电强度影响机制。     

BaTiO3陶瓷中Nb2O5-Zn0.8Mg0.2TiO3的掺杂效应

研究了BaTiO3-Nb2O5-Zn0.8Mg0.2TiO3系统的介电性能及微观性能。SEM和XRD分析发现,在掺杂x(Nb)=1%的BaTiO3陶瓷中,Zn0.8Mg0.2TiO3的固溶度小于4%。Nb2O5和Zn0.8Mg0.2TiO3用量均为1%时,BaTiO3陶瓷为赝立方相结构,当x(Nb)>2%时,陶瓷样品(002)和(200)衍射峰相互分开,研究表明,BaTiO3陶瓷为四方相,且随着Nb用量增加,四方率增强。此外,Nb用量增加还使BaTiO3陶瓷室温介电常数降低,而同时居里点升高。当x(Nb)=2%和x(ZMT)=1%时,在空气中于1 180℃下烧成的BaTiO3陶瓷材料的主要性能指标为:298 K时介电常数2ε98 K=2 004,介电损耗tanδ=0.84%,密度ρ=1.4×1012Ω.cm,-55~ 150℃,电容量温度变化率△C/C≤±15%。     

施受主共掺杂对BaTiO3陶瓷介电性能的影响

通过传统的球磨工艺,分别以MnCO3、Co2O3为受主杂质,La2O3、Nb2O5、Bi2(SnO3)3为施主杂质对BaTiO3陶瓷进行掺杂。实验表明,BaTiO3陶瓷介电性能跟施主杂质与受主杂质的比例有关。当施主杂质与受主杂质的比例较大时,介电常数-温度(-εT)曲线趋于平缓,BaTiO3陶瓷呈强铁电弥散性,介电损耗-温度(tan-δT)曲线趋于平滑,介电损耗-频率(tan-δf)曲线呈松弛极化损耗特性。当施主杂质与受主杂质的比例较小时,-εT曲线出现较大的居里峰值,BaTiO3陶瓷呈普通铁电体的性质,tan-δT曲线也出现较大峰值,tan-δf曲线表现为电导损耗特征。BaTiO3陶瓷晶粒的"核-壳结构"模型能较好地解释这一现象。     

交流高压介质瓷料

在BaTiO3中适量引入Dy2O3,采用固相法合成(Ba1xDyx)TiO3,外加适量的CuO、MnCO3等添加剂,恰当控制喷雾造粒工艺,试制出交流高压电容器瓷料。利用Dy3+易于晶界或晶界附近分凝并使杂质富集于晶界或其附近,阻止晶界移动,使陶瓷晶粒细化的作用,达到提高陶瓷介质交流抗电强度的目的。大生产瓷料主要性能:er为7 200~ 8 000,tgd为(1.0~1.1)?02,ΔC/C,30℃时为(30~40)%,+85℃时为(50~53)%,交流抗电强度EAC为3.5~4.1 MV/m。     

一次性烧成晶界层半导体陶瓷电容器

采用一次性烧成技术研制了晶界层半导体陶瓷电容器,在瓷料配制过程中先后加入施主杂质和含有受主杂质的晶界助烧剂,两者在还原烧成时促使晶粒生长并半导化,助烧剂在氧化时有利于晶界绝缘层形成。在一台联体烧成设备中,采用大梯度温度和气氛变化,连续完成还原烧成和氧化处理。还原烧成时,升温速度大于400℃/h。在还原烧成温度下保温后,立即在几分钟内,从还原气氛转到氧化气氛,同时降温300℃以上。整个烧成过程中,瓷体全部是堆烧(叠烧10～20层),生产效率比二次烧成提高10倍以上。     

大功率CO激光器低频预电离电源

简要讨论了自行研制的用于大功率CO激光器的低频预电离电源.电源输出电压范围为0～3kV;输出电流范围为0～300mA;频率1～20kHz.本电源简单、可靠、紧凑,已成功地应用于千瓦级CO激光器的预电离.     

Ni/BaTiO3陶瓷复合材料的制备及其PTC效应

为获得低室温电阻率的PTC材料,以草酸为沉淀剂,采用液相包裹法制备了NiC2O4·2H2O/BaTiO3前躯体,并由其热分解制得Ni/BaTiO3基陶瓷复合材料。对该复合材料的研究表明,在还原气氛下烧成的Ni/BaTiO3基陶瓷复合材料具有很弱的PTC效应,但其PTC效应可通过适当的热处理工艺(600℃,空气气氛)得到有效恢复。其升阻比与室温电阻率为:(ρmax/ρmin=60)和(ρ=6.1?·cm)。     

CBS掺杂对钛酸钡陶瓷介电性能的影响

研究了钙硼硅(CBS)微晶玻璃掺杂BaTiO3(BT)-Nb2O5-ZnO系统的微结构和介电性能,并用掺杂后晶粒壳与晶粒芯体积分数的变化规律分析了其改性机理。对比SEM照片得出,不同含量CBS掺杂BT的室温εr与掺杂后BT陶瓷的晶粒生长情况以及玻璃相的多少和分布密切相关。经优化配方和工艺后,在空气中于1150℃烧成的BaTiO3陶瓷材料的主要性能指标达到:εr25℃>1350,tgδ≤1.0×10-2,ρ≥1011?·cm,最大电容量变化率不超过±10%(-55～+150℃),适于制备中温烧结X8R多层陶瓷电容器。     

用PAT研究SrTiO3双功能陶瓷的缺陷结构

测定了不同气氛烧结的SrTiO₃双功能陶瓷的正电子湮灭(PAT)寿命谱,其平均寿命随着烧结气氛中H₂含量的增加而减小.这是还原烧结气氛使瓷体中形成较多的氧缺位,氧缺位捕获两个弱束缚电子形成F'-色心所致.弱束缚电子在禁带内形成局域能级,并使材料的电子浓度增大.x衍射分析结果证明了材料晶体结构的变化.     

中温烧结BaTiO3基瓷的非均匀结构对εr－T特性的影响

含低熔物Ｂｉ２Ｏ３·ｎＴｉＯ２及ＰｂＯ－Ｂ２Ｏ３的ＢａＴｉＯ３基中温烧结瓷料，通过改性物Ｌａ、Ｎｂ等在固－液相烧结过程中溶－析和缺位补偿固溶，主晶相ＢａＴｉＯ３晶粒形成核－壳结构，并存在玻璃相。这种非均匀结构对铁电相的制约作用，引起瓷料的εｒ－Ｔ特性的改变     

微波场中烧结BaTiO3系半导体陶瓷的研究

采用ＴＥ３１０３单模腔微波炉烧结ＢａＴｉＯ３系半导体陶瓷，对微波与陶瓷材料相互作用机制进行了探讨，分析了ＢａＴｉＯ３陶瓷微波结过程中各损耗随温度的变化规律；同时，分别在体系中引入受主杂质Ｃｒ＾３＋和施主杂质Ｎｂ＾５＋，研究微波场中杂质浓度对钛酸钡陶瓷晶粒生长的影响。     

显微结构对BaTiO3陶瓷电热性能的影响

该文研究了显微结构对BaTiO3陶瓷电热特性与击穿电场的影响.采用固相反应法制备BaTiO3粉体,经干压结合冷等静压工艺成型后,在不同温度下烧结成陶瓷样品.随烧结温度提高,陶瓷晶粒长大、结构更致密,由此导致极化强度与电热效应绝热变温明显提高,但击穿电场下降.等静压工艺可进一步提升瓷体致密度并促进晶粒长大,使电热效应提升.     

晶界杂质和缺陷行为与BaTiO_3基陶瓷的PTCR效应

钛酸钡陶瓷中，高温下晶格失氧使晶粒内部氧匮乏。在氧化气氛中烧成，晶界则是富氧环境。缺陷或杂 质在晶界上进一步氧化，产生晶粒中并不存在的缺陷种类。杂质和缺陷在晶界上与晶粒内部有不同的行为。某些在 晶界上被氧化成高价态的缺陷和杂质，在晶粒中不能存在，而在晶界上以亚稳态形式存在。它们在铁电相变点跃迁 回低价稳态，产生电子陷阱，使材料电阻率迅速增大，形成ＰＴＣＲ效应。     

降温速度及气氛对PTC元件特性之影响

通过工艺试验，研究了ＢａＴｉＯ３陶瓷ＰＴＣ材料在烧成过程中的冷却速度及烧成气氛对其ＰＴＣ特性之影响。试验结果表明：采用适当的缓冷速度及氧气氛烧成可大大提高材料的ＰＴＣ特性，αＴ、Ｒ（２００）／Ｒ（ｍｉｎ）明显增大，室温电阻达４５Ω左右。所制元件与日本样品性能相近，完全能满足开关型元件的要求。     

BBSM烧结助剂对低温烧结PTCR陶瓷性能的影响

为了提高低温烧结BaTiO3基热敏陶瓷的PTC效应,提出在BaO-B2O3-SiO2烧结助剂中加入MnO(以Mn(NO3)2形式加入)的方法,研究了BaO-B2O3-SiO2-MnO(BBSM)烧结助剂对Y3+掺杂BaTiO3基热敏陶瓷的低温烧结和PTC特性的影响。结果表明:含有x[Mn(NO3)2]为0.06%的BBSM烧结助剂的样品,在1050℃保温3h下烧结后,其室温电阻率为306Ω·cm,升阻比为4.23×103。     

制备工艺对BaTiO3陶瓷性能的影响

分别采用化学共沉淀法和水热法制备铁电四方相和顺电立方相ＢａＴｉＯ３粉体，然后将它们按一定比例混合，在低氧压条件下烧结成ＢａＴｉＯ３陶瓷。较详细地研究了这种ＰＴＣ效应很低的ＢａＴｉＯ３陶瓷的Ｒ－Ｔ特性、Ｉ－Ｖ特性与制备工艺的关系，并对其导电机理进行了探讨