半化学法制备钨镁酸铅-钛酸铅陶瓷

采用半化学法制备了纯钙钛矿结构的0.50 Pb(Mg1/2W1/2)O3-0.50 PbTiO3 (0.50 PMW-0.50 PT)陶瓷。以醋酸镁代替传统氧化物混合法中的MgO,提高了MgO的分散性和反应活性,能够有效地促进钙钛矿相0.50 PMW-0.50 PT的形成和抑制钨酸铅的存在。随着预烧温度的提高,0.50 PMW-0.5 0PT粉体的钙钛矿相含量增加,当预烧温度为850℃和保温时间为2 h时其钙钛矿含量达到100%;随着烧结温度的提高,0.50PMW-50PT陶瓷的晶粒尺寸增大,而陶瓷的介电常数先增大后减小,介电损耗先减小后稍微增大。0.50 PMW-0.50 PT陶瓷的最佳烧结条件为1 050℃,2 h,最大相对介电常数为7 606。     

改性钙钛酸铅陶瓷的电导性能研究

当掺钙钛酸铅(PCT)用作为压电、热释电材料时,除介电性能外,电导性能也是重要的性能参数。采用传统固相法制备掺钙钛酸铅系陶瓷,研究了不同掺杂量的Sb2/3Mn1/3及烧结助剂NiO、Bi2O3对陶瓷相结构、介电损耗和电导性能的影响。结果表明,在1 180℃下烧结2h,得到纯钙钛矿结构的改性陶瓷,陶瓷介电损耗降低;Sb2/3Mn1/3掺杂量对PCT系陶瓷在20~40℃的电阻温度稳定性有明显影响,随Sb2/3Mn1/3含量增加电阻温度系数(TCR)增大;在Pb0.80Ca0.20(Sb2/3Mn1/3)0.05Ti0.95O3中加入NiO、Bi2O3后有效降低了陶瓷在20~40℃的电阻温度系数;掺杂元素种类和掺杂量对陶瓷在20~80℃的TCR值基本没有影响,TCR值约为-0.15μ℃-1。     

两步法快速退火对PSTT5铁电薄膜性能的影响

采用射频磁控溅射法在LSCO/Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上制备了 0.95Pb(Sc0.5Ta0.5)O3-0.05PbTiO3(PSTT5)铁电薄膜.研究了不同的快速退火(RTA)工艺对PSTT5薄膜的结晶性能和铁电性能的影响.实验结果表明,经两步法快速退火,PSTT5薄膜具有完全钙钛矿结构且呈(220)取向.PSTT5薄膜的铁电性能测试结果也表明,采用两步法RTA处理的PSTT5薄膜具有更好的铁电性能,其剩余极化强度(2Pr)可达25.4 μC/cm2.     

PMN-PT陶瓷中的氧缺位及其消除

研究了组成中Pb含量的变化对组成为Pbx(Mg1/3Nb2/3)0.65Ti0.35O3的铌镁酸铅-钛酸铅(PMN-PT)陶瓷压电性能的影响,发现化学计量比组成(x=1)的Pbx(Mg1/3Nb2/3)0.65Ti0.35O3陶瓷经常出现压电性能的大幅度退化现象,而A位适量缺Pb能稳定地获得高性能的Pbx(Mg1/3Nb2/3)0.65Ti0.35O3陶瓷。XPS元素价态分析的结果表明,化学计量比的Pbx(Mg1/3Nb2/3)0.65Ti0.35O3陶瓷中含有较多的氧缺位,氧缺位的产生源于MgNb2O6(MN)合成过程中的气氛差异,A位适量缺Pb能有效地消除这种氧缺位而稳定地获得正常的压电性能,其机理被认为是氧缺位与铅缺位的复合。     

制造工艺对铌锂锆钛酸铅陶瓷压电特性的影响

研究了制造工艺对铌锂锆钛酸铅(PLN)三元系陶瓷压电特性的影响。以研究结果为据调整工艺条件,从而获得了一种高温稳定性好的压电陶瓷,200℃相对于25℃时,Δf_r/f_r为2.1×10~(-2),Δε_(83)~T/ε_(3a)~T为44×10~(-2),Δk_p/k_p为-3×10~(-2)。     

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。     

掺铟钪酸铋-钛酸铅压电陶瓷的制备及电学性能

采用固相反应法,制备了0.10BiInO3-(0.90-x)BiScO3-xPbTiO3(BISPTx,0.55≤x≤0.70)压电陶瓷,并对陶瓷样品的相结构,表面形貌和电性能进行了研究。结果表明,BiInO3和BiScO3-PbTiO3能够形成很好的固溶体,在1070℃烧结2h即可形成稳定钙钛矿结构的BISPTx陶瓷。当x=0.60时,BISPTx陶瓷具有优良的电学性能:d33=330pC/N,kp=0.423,tC=420℃。BiInO3的掺入可有效提高BISPTx陶瓷的tC,并提高其电阻率,降低漏导电流,使其在较高温度(300℃)下仍保持较低的tanδ(<0.05)。     

BiFeO_3改性BPCTZ低铅陶瓷介电和压电性能

采用固相合成法制备了(1-x)(Ba0.89Pb0.1Ca0.01)(Ti0.99Zr0.01)O3-xBiFeO3(BPCTZ-BF,0≤x≤0.01)压电陶瓷,研究了BiFeO3对BPCTZ陶瓷晶体结构,介电和压电性能的影响。XRD结果表明Bi3+和Fe3+均进入BPCTZ晶格中,形成了具有纯钙钛矿结构的固溶体。随着BiFeO3含量的增加,居里温度(tC)向高温方向移动,当BiFeO3含量为x=0.004时,陶瓷样品的居里温度达到最大值178℃。在x=0.002时,该体系陶瓷具有最佳的压电性能:压电常数d33=144 pC/N,平面机电耦合系数k P=0.242,机械品质因数Qm=184。     

SEM研究镧对钛酸铅晶体结构的影响

作为功能材料 ,钛酸铅陶瓷具有居里点高(76 3K)、相对介电常数小 (2 0 0 )、热电系数大 (6 0×10 -8c (cm2 ·K) )等优点。但由于其四方矫顽场大 ,成为陶瓷的晶界能高 ,使它在退火过程中经过居里点时容易产生微裂纹 ,而使其应用受限。目前解决这一问题的方法大致分为两个方面 ,其一是改进合成方法来减少钛酸铅粉体的晶粒尺寸 ,以降低内应力 ;另一是掺杂改性 ,镧改性是其中研究的重点之一[1] 。1　实验方法以钛酸四丁酯、醋酸铅、氯化镧为原料 ,利用水热法 ,在碱性介质中合成了钛酸铅 [PbTiO3 ,简称PT]及钛酸铅镧 [(Pb1-3x 2 Lax)TiO3 …     

NBT-Ba(NbO3)2无铅压电陶瓷的压电介电性能

采用传统陶瓷制备方法,制备了一种新的(Na1/2Bi1/2)TiO3基无铅压电陶瓷(1-x)(Na1/2Bi1/2)TiO3-xBa(NbO3)2(摩尔分数x=0~1.4%)。X-射线衍射分析表明,所研究的组成均能够形成纯钙钛矿(ABO3)型固溶体。SEM观察结果表明,掺入Ba(NbO3)2促进了长条状晶粒的析出。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,且随着Ba(NbO3)2的增加,其弛豫性特征愈明显。检测了不同组成陶瓷的压电性能,发现材料的压电常数d33和平面机电耦合系数kp随着x值的增加先增加后降低,在x=0.6%时,陶瓷的d33=94 pC/N,kp=0.171,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。     

弛豫型铁电陶瓷(1-x)Pb(Sc1/2Ta1/2)O3-xPbTiO3研究进展

钽钪酸铅陶瓷具有优良的介电、压电和铁电性能,但烧成温度高、居里点较低。为降低钽钪酸铅陶瓷的烧结温度并提高其居里点,人们合成了钽钪酸铅-钛酸铅(简称PSTT)材料体系。该文综述了弛豫型铁电陶瓷PSTT体系在相图与结构、制备和性能等方面的研究进展,探索了一种合成PSTT陶瓷新工艺,介绍了PSTT材料体系的重要应用领域。     

钛酸钙对BZN-CaTiO3系统介电性能的影响

研究了利用电子陶瓷工艺制得的主晶相为Ba(Zn1/3Nb2/3)O3(BZN)和CaTiO3的新型陶瓷,BZN具有立方钙钛矿结构。通过烧结温度的改变得到不同介电性能的陶瓷材料,发现CaTiO3的添加量对系统介电性能有显著影响。在1 395℃烧结的BZN-CaTiO3陶瓷,当CaTiO3的添加量为60%(质量分数)时介电性能最佳,其εr为99.97,tgδ为0.54×10-4,αC为–13.05×10-6℃–1(25~85℃,1MHz下测量)。     

CuO对(Ni_(1/3)Nb_(2/3))_(0.7)Ti_(0.3)O_2微波陶瓷低温烧结性能的影响

采用传统固相反应法制作(Ni1/3Nb2/3)0.7Ti0.3O2微波陶瓷,研究了CuO掺杂对所制陶瓷低温烧结性能、微观结构、相构成及微波介电性能的影响。结果表明,掺杂少量的CuO就能显著降低(Ni1/3Nb2/3)0.7Ti0.3O2陶瓷的烧结温度,且能改善陶瓷τf。当CuO掺杂量(质量分数)为1.0%时,(Ni1/3Nb2/3)0.7Ti0.3O2在950℃烧结,显示出良好的微波介电性能:εr=67.65,Q·f=3708GHz,τf=14.3×10-6/℃。     

(Bi_(1/2)Na_(1/2))_(1-x)Ba_xTiO_3系铁电陶瓷制备工艺研究

采用 XRD、SEM等分析技术 ,研究了制备工艺对 (Bi1 /2 Na1 /2 ) 1 - x Bax Ti O3(简称 BNBT)结构形成的影响 ,给出了温度和时间对该体系晶体结构形成的影响特征。研究结果表明 ,在适当温度及保温时间下 ,能获得全钙钛矿结构的 BNBT固溶体 ;在同样工艺条件下 ,钡成分的增加有抑制晶粒长大的作用     

(Zn_(1/3)Nb_(2/3))~(4+)取代的BNT系无铅压电陶瓷性能

采用两步合成工艺,制备了新型Bi1/2Na1/2Ti1–x(Zn1/3Nb2/3)xO3(简称BNTZN—100x)系无铅压电陶瓷。研究了B位复合离子(Zn1/3Nb2/3)4+取代量对BNT陶瓷介电及压电性能的影响。结果表明:当0.005≤x≤0.020时,该体系陶瓷具有三方、四方共存的准同型相界(MPB)结构。在MPB附近,具有较佳的压电性能:当x为0.020时,d33为97pC/N,kt为0.47。εr-t曲线显示该体系材料具有明显的弥散相变特征。具有高kt值,低kp值;kt/kp较大,具有较大的各向异性,是一种适合高频下使用的优良超声换能材料。     

Na和Ti掺杂对Bi_2(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_2O_7陶瓷性能的影响

采用传统固相反应法制备了Na-Ti掺杂Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7陶瓷。研究了Na+替代Bi3+,Ti4+替代Nb5+对Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7陶瓷烧结特性、显微结构和介电性能的影响。结果表明,掺入Na+和Ti4+后,Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7陶瓷的烧结温度从1000℃降到了860℃左右;在–30℃～+130℃的温度范围内,Na-Ti掺杂Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7陶瓷表现出明显的、激活能约为0.3eV的介电弛豫现象。这主要是由缺陷偶极子和晶格畸变在陶瓷中的出现引起的。     

BiFeO_3改性Bi_(1/2)Na_(1/2)TiO_3-BaTiO_3基陶瓷电性能

采用固相反应法制备了新型(0.95–x)Bi1/2Na1/2TiO3-0.05BaTiO3-xBiFeO3(x=0~0.09)系无铅压电陶瓷,研究了BiFeO3掺杂量对其晶体结构、介电及压电性能的影响。结果表明:在所研究的组成范围内陶瓷均能形成纯钙钛矿型固溶体。介温曲线(10kHz)显示该陶瓷体系具有明显的弥散相变特征。该陶瓷体系的压电性能较Bi1/2Na1/2TiO3-BaTiO3陶瓷(d33=125pC/N)有较大提高,当x=0.05时,具有最佳的压电性能:d33=142pC/N,kp=0.29;此时εr=891,tanδ=0.046,Qm=110。     

ZrO2掺杂对Ba(Zn1/3Ta2/3)O3陶瓷介电性能的影响

采用固相反应烧结法制备了ZrO2掺杂的Ba(Zn1/3Ta2/3)O3微波介质陶瓷,研究了陶瓷的烧结特性和介电性能。结果表明,ZrO2掺杂能有效降低Ba(Zn1/3Ta2/3)O3陶瓷的烧结温度,改善陶瓷的微波介电性能。当x(ZrO2)=4%时,Ba(Zn1/3Ta2/3)O3陶瓷致密化烧结温度由纯相时的1 600℃降至1 300℃,同时陶瓷材料的微波介电性能达到最佳值,即介电常数εr=34.79,品质因数与频率的乘积Q×f=148 000(8GHz),谐振频率温度系数τf=0.3×10-6/℃。     

声表面波器件用Pb[(Mn_(1/3)Nb_(2/3))_xZr_yTi_(1-x-y)]O_3压电陶瓷材料的研制

声表面波器件用铌锰锆钛酸铅系压电陶瓷材料,采用真空烧结工艺来提高陶瓷致密度,改善表面光洁度。添加CeO_2抑制晶粒生长,制得了小于2μm微晶压电陶瓷材料。进一步改善陶瓷材料的表面光洁度,样品经抛光后得表面最大孔洞小于0.5μm,适宜制作38MHz的声表面波滤波器件。     

Ca-B-Si掺杂对Ba(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3陶瓷介电性能的影响

采用传统电子陶瓷工艺合成了Ca-B-Si(CBS)玻璃掺杂的Ba(Mgl/3Nb2/3)O3微波介质陶瓷,研究了CBS掺杂量对陶瓷微波介电性能的影响。结果表明:CBS掺杂可促进陶瓷烧结并提高B位1:2有序度,进而降低微波介质损耗。当w(CBS)=3%时,陶瓷烧结温度由纯相时的1 500℃以上降至1 250℃,表观密度提高到6.32 g/cm3以上,陶瓷的微波介电性能达到最佳值:εr=26,Q.f=67 800 GHz(8 GHz),τf=25×10–6/℃。该陶瓷有望成为用于高频段微波器件的材料。