纳米钛酸钡的掺杂对陶瓷性能的影响

采用掺杂纳米级钛酸钡和碳酸锰的方法,观察了掺杂不同量纳米级钛酸钡和碳酸锰后的钛酸钡坯片烧结所得陶瓷表面的显微组织形貌的变化,研究了单一掺杂纳米级钛酸钡、单一掺杂碳酸锰、复合掺杂碳酸锰+纳米级钛酸钡对陶瓷制品晶粒尺寸与介电性能的影响。结果表明：掺杂纳米级钛酸钡对钛酸钡陶瓷制品的介电性能有显著的提升,但是随着掺杂量的进一步增加,其介电性能的变化不大;掺杂碳酸锰对钛酸钡陶瓷晶粒的细化效果优于掺杂纳米级钛酸钡的效果;复合掺杂1%（质量分数,下同）碳酸锰+1%纳米级钛酸钡所得陶瓷的致密性高于单一掺杂1%碳酸锰的效果。     

钛酸钡掺杂镧电子陶瓷制备的研究

在钛酸钡陶瓷中掺入稀土多酸微量元素(0.1%～0.3%),会使钛酸钡陶瓷的电阻率降低,由绝缘变为半导体。那么减小杂量掺杂是否对钛酸钡陶瓷有同样的作用呢?为此在实验中采用溶胶-凝胶法制备掺杂稀土元素镧的钛酸钡纳米晶,考察了掺杂量分别为0.01%～0.05%和0.1%～0.5%的钛酸钡纳米晶的部分特征,以及杂质的掺入对钛酸钡粒径、煅烧温度和晶胞参数等方面的影响。     

纳米钛酸钡薄膜的制备及介电性能

以纳米钛酸钡粉体为原料,采用电泳沉积法制备得到较薄的钛酸钡薄膜。研究了电压、沉积时间和悬浮液浓度对钛酸钡薄膜成膜效果的影响,确定了钛酸钡薄膜的最佳成膜工艺条件:乙酰丙酮-乙醇的混合溶液质量浓度为75 g/L,直流电压为50 V,电泳5 min。采用反复电泳沉积和反复烧结的方法可以有效避免薄膜烧结过程中裂纹的产生。实验还发现钛酸钡薄膜的介点常数具有与钛酸钡陶瓷类似的温度特性。     

球磨时间对钛酸钡介电性能的影响

通过改变混料的秩序以及采用沉降、水煮损耗、温度特性、电导率和化学分析等测试手段，研究了制备钛酸钡的球磨工艺中球磨时间对钛酸钡粉体均匀性及钛酸钡介电性能的影响。研究结果表明：采用不同的球磨时间制得的钛酸钡性能差别较大，球磨时间达12小时时，能减少球磨引起的团聚，极大地改善了固相合成BaTiO3粉体均匀性，并最终提高了钛酸钡的介电性能。     

空心钛酸钡的制备及其形成机理

以二氧化钛（TiO₂）和八水合氢氧化钡[Ba（OH）₂·8H₂O]为原料,采用水热合成法,成功制备出具有四方相晶型和空心形貌结构的钛酸钡粉体。利用透射式电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）对样品的形貌结构和晶型做了表征,通过研究反应过程中钛酸钡粉体的结构和晶型随时间的变化过程,对空心钛酸钡的形成机理做了详细的探讨,并考察了不同反应温度和钡浓度对钛酸钡粉体结晶和生长的影响。研究结果表明：反应温度和钡浓度会影响钛酸钡粉体的晶型和形貌,并以此提出了一种空心钛酸钡的形成机理;当反应温度为180 ℃、钡浓度为3.0 mmol/L时,能获得粒径分布均匀的四方相晶型的空心钛酸钡粉体。     

溶胶-凝胶法制备的钛酸钡铁电微晶玻璃的显微结构与介电特性

通过对钛酸钡铁电微晶玻璃的体系选择和成分设计，利用溶胶-凝胶法合成了具有纯钛酸钡结晶相的微晶玻璃。研究了合成过程中凝胶结构变化和析晶行为。结果表明：纯钛酸钡铁电晶体可以在BaO-TiO2-Al2O3-SiO2凝胶中通过调整热处理条件而控制析晶，钛酸钡晶体的析晶活化能为657 kJ／mol。通过控制玻璃体中钛酸钡晶粒的尺寸，利用Raman光谱研究了其铁电本征尺寸效应。结果表明：钛酸钡晶体在玻璃体中的铁电临界尺寸为19nm。     

镧、铈掺杂对钛酸钡基介电陶瓷性能的影响

为了改善钛酸钡陶瓷的介电性能,采用溶胶凝胶法,制备了镧、铈掺杂的钛酸钡基介电陶瓷,研究了镧、铈2种稀土氧化物对其介电性能、耐压程度等性能的影响以及与显微结构的关系.实验表明:2种稀土元素对钛酸钡陶瓷的晶粒生长有较大的抑制作用,镧和铈的掺杂量在1.0%(物质的量分数)左右对钛酸钡陶瓷的介电性能有很好的改善作用.但镧离子和铈离子在钛酸钡中的离子取代情况有所不同,因而,改善性能的作用不同.镧掺杂钛酸钡陶瓷性能好于铈掺杂的钛酸钡陶瓷,掺杂物质的量分数为1.0%的镧掺杂钛酸钡陶瓷的相对介电常数大于4000,从室温到125℃温度范围内,介电常数的温度系数小于10%,击穿场强大于7.5kV/mm.     

低温烧结BaTiO3基介电陶瓷的研究进展

低温烧结钛酸钡基陶瓷材料,有利于适应MLCC和LTCC的发展要求,并且降低能耗。本文综述了钛酸钡基陶瓷低温烧结方面的研究进展,包括各种低温烧结方法、机理和研究现状,着重介绍了助烧剂的作用机理,最后展望了钛酸钡基陶瓷低温烧结的发展趋势。     

聚酰亚胺/纳米钛酸钡复合薄膜的制备与表征

制备了一系列聚酰亚胺及其钛酸钡复合薄膜,并采用了XRD,IR等分析手段分析了复合薄膜的形貌和性能。主要研究内容如下:(1)采用水热法制备钛酸钡粉体;（2）分别用溶液混合法和原位聚合法制备PI/BT纳米复合薄膜。经分析可知,复合膜中钛酸钡粒子较为均匀地分散在聚酰亚胺基体中,并且复合膜的介电性能随钛酸钡粒子含量的增加而增加。在33%（钛酸钡的质量分数）1KHz频率时,制备的复合薄膜介电常数可达35,使其具有广泛的应用前景。     

纳米钛酸钡的液相合成研究

钛酸钡(Ba Ti O3)具有高的介电常数、压电常数和低的介电损耗,是制备敏感、存储、传感和执行器件等现代智能元器件的重要压电陶瓷材料之一。随着纳米技术、信息技术高速发展,纳米钛酸钡受到智能微纳器件领域前所未有的重视。首先简述了钛酸钡的主要特性与应用,接着梳理了制备纳米钛酸钡的代表性传统液相合成方法,然后重点综述了近年发展的新液相合成方法,最后对纳米钛酸钡材料液相合成的未来方向进行了展望。     

Ba(Ti 1 - 5/4 x Nb x )O 3 Relaxor Ferroelectrics

Compositional modifications of ferroelectric BaTiO 3 were systematically investigated for Nb +5 substituents ( x ). Relaxor ferroelectric behavior was induced for x ≥4 at%.     

Preparation of a Barium Titanate-Dispersed-Magnesia Nanocomposite

Ceramic nanocomposites with a perovskite-type ferroelectric dispersoid were studied, to introduce ferroelectricity into structural ceramics. Barium titanate (BaTiO3) was found to be phase compatible with magnesia (MgO) during sintering, and a MgO matrix/BaTiO3 nanocomposite was successfully fabricated by a conventional powder mixing and sintering method. The mechanical strength of the nanocomposite was not degraded, although weak BaTiO3 was incorporated into the composite. The BaTiO3 dispersoid was tetragonal or possibly orthorhombic, although the tetragonality, c/a, was decreased from the starting powder.     

Nd(OH)3-Co3O4-Nb2O5纳米复合掺杂BaTiO3基陶瓷研究

钛酸钡(BaTiO3)材料具有铁电、压电、热电、介电等特性,广泛用于制造高介电容器、热敏电阻和换能器等,特别是用作多层陶瓷电容器(MLCC)的基质材料.目前,MLCC向高可靠性、高比容(小尺寸大容量)、低成本的趋势发展.因此,制备高纯超细的BaTiO3粉体以及掺杂改性的研究,是该领域研究的热点.本文制备了Nd(OH)3...     

退火处理对钛酸钡微弧氧化铁电薄膜物相的影响

以工业纯钛板作为阳极,在Ba(OH)2溶液中微弧氧化制得BaTiO3薄膜。研究了BaTiO3薄膜的表面形貌和物相组成,着重研究了退火处理对BaTiO3薄膜物相的影响。微弧氧化所得薄膜表面凹凸不平,且存在大量分布不均的孔洞,主要由六方相BaTiO3组成,经不同温度退火后,其物相组成发生很大变化。在1 100°C下退火1 h后,薄膜中开始出现四方相BaTiO3;随着热处理温度的升高和保温时间的延长,更多的BaTiO3由六方相向四方相转变。但高温退火过程中基体Ti与微弧氧化膜反应形成的氧化物层会影响薄膜的铁电性能。     

掺BaT3iO对（1-x）NBT-xBaTiO3系陶瓷材料压电性能的影响

测试了各组成点样品的压电性能,分析BaTiO 的掺入对(1-x)NBT-xBaTiO 系陶瓷材料压电性能的影响。实验结果表明:与PZT基含铅压电陶瓷相似,材料在准同型相界组成范围内压电性能最佳。     

水热法制备NiFe2O4-BaTiO3复合材料及其电-磁性能

本文利用水热法以铁酸镍和钛酸钡为原料,制备了具有尖晶石结构的铁酸镍(NiFe2O4)和钙钛矿结构的钛酸钡(BaTiO3)复合材料,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对样品的物相和形貌进行了分析。研究了复合样品的介电常数和磁导率随频率和温度的变化。结果表明:复合样品中的钛酸钡在烧结后由四方相转变成六角结构;生成六角结构的钛酸钡颗粒和类球状铁氧体颗粒;介电常数和磁导率随铁氧体含量的增加逐渐增大,复合陶瓷的介电居里温度随铁氧体含量的增加向低温方向移动,磁性居里温度随铁氧体含量的增多向高温方向移动,逐渐接近铁氧体的居里温度。     

掺BaTiO3对(1-x)NBT-xBaTiO3系陶瓷材料的压电性能的影响

测试了各组成点样品的压电性能,分析BaTiO3的掺入对(1-x)NBT-xBaTiO3系陶瓷材料的压电性能的影响。实验结果表明：与PZT基含铅压电陶瓷相似,材料在准同型相界组成范围内压电性能最佳。     

Influence of Uniaxial Tensile Stress on the Mechanical and Piezoelectric Properties of Short-period Ferroelectric Superlattice

Tetragonal ferroelectric/ferroelectric BaTiO₃/PbTiO₃\hbox{BaTiO}_3/\hbox{PbTiO}_3 superlattice under uniaxial tensile stress along the c axis is investigated from first principles. We show that the calculated ideal tensile strength is 6.85 GPa and that the superlattice under the loading of uniaxial tensile stress becomes soft along the nonpolar axes. We also find that the appropriately applied uniaxial tensile stress can significantly enhance the piezoelectricity for the superlattice, with piezoelectric coefficient d ₃₃ increasing from the ground state value by a factor of about 8, reaching 678.42 pC/N. The underlying mechanism for the enhancement of piezoelectricity is discussed.     

Ferroelectric BaTiO3/SrTiO3 multilayered thin films for room-temperature tunable microwave elements

Ferroelectric BaTiO₃/SrTiO₃ with optimized c-axis-oriented multilayered thin films were epitaxially fabricated on (001) MgO substrates. The microstructural studies indicate that the in-plane interface relationships between the films as well as the substrate are determined to be (001)_SrTiO3//(001)_BaTiO3//(001)_MgO and [100]_SrTiO3//[100]_BaTiO3//[100]_MgO. The microwave (5 to 18 GHz) dielectric measurements reveal that the multilayered thin films have excellent dielectric properties with large dielectric constant, low dielectric loss, and high dielectric tunability, which suggests that the as-grown ferroelectric multilayered thin films can be developed for room-temperature tunable microwave elements and related device applications.