Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷的微波合成及低温烧结

采用微波加热法于1 100℃保温30 min(升温速率为20℃/min)合成Ba6-3xNd8+2xTi18O54(x=0.30～0.75,BNT)陶瓷粉末,再添加质量分数45％的B2O3-SiO2-CaO-MgO( BM)玻璃,在马弗炉中于900℃烧结2h制得BNT陶瓷.研究了所制陶瓷的微观结构及性能.结果表明:微波...     

制备工艺对PMN铁电陶瓷性能的影响

从材料组成、结构和性能的关系出发,系统地研究了探讨了制备工艺对弛豫型铁电陶瓷性能的影响,以及烧结后退火工艺对样性能的影响。研究PbTiO3组分2种不同的加入方式((1-x)(PbO 1/3MgNb2O6) x(PbO TiO2)和(1-x)(PbO 1/3MgNb2O6) x(PbTiO3))对Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3固溶体陶瓷介电性能的影响规律。与用前一种方法制得的试样相比,用后一种方法得到的陶瓷试样的介电常数峰得到进一步展宽,并且呈现双峰。介电性能的这种变化表明微区化学组成的均匀程度对材料的宏观介电性能会产生显著影响。     

Y和Cr共掺杂BiFeO_3陶瓷的多铁性能研究

采用固相反应法制备了Y_2O_3和Cr_2O_3共掺杂BiFeO3陶瓷,研究了Bi_(0.9)Y_(0.1)Fe_(1–x)Cr_xO_3(BYFC_x,x=0,0.002,0.004,0.006,0.008)陶瓷的多铁性能。XRD分析表明,经850℃烧结的BYFC_x陶瓷形成了三方钙钛矿结构固溶体。随着Cr掺杂量增加,BYFC_x陶瓷在室温下的铁磁性能和铁电性能提高明显。当x为0.004时,所制陶瓷的铁磁性能最好,剩余磁化强度Mr为0.23A·m~2/kg,饱和磁化强度Ms为3.15A·m~2/kg,矫顽力Hc为2.3kA/m。Mr、Ms和Hc随着Cr掺杂量的增加先增大后减小。     

B位非化学计量比对0.6BCN-0.4BZN陶瓷性能的影响

采用传统固相反应法,制备了Ba(Co0.6Zn0.4)1/3Nb2/3O3(0.6BCN-0.4BZN)微波介质陶瓷。系统研究了Ba(Co0.6Zn0.4)(1/3+x)Nb2/3O3陶瓷中B位(Zn,Co)离子的非化学计量比(x=-0.015,-0.009,-0.003,0,0.003,0.009,0.015)对该微波介质陶瓷性能的影响。结果表明:少量的B位离子缺量,可以促进烧结的致密化。x为-0.009时所制陶瓷密度最大,达到理论密度的99%以上。在1400℃下烧结20h,可以获得εr=35.35,Q.f=40787GHz(f=5.180GHz),τf=-3×10-6/℃的0.6BCN-0.4BZN陶瓷。     

热解乙氧基铝制备次级电子发射膜

利用某些有机烷氧基金属化合物的热分解,可在玻璃、金属、陶瓷或半导体基片上沉积相应的金属氧化物次级发射膜。例如:由乙氧基镁(或铝)的热解制得MgO(或Al2O3)膜。本工作由自制乙氧基铝和五氯化钼,在玻璃基底上热解沉积制得合适电阻率的次级发射膜Al2O3∶Mo.膜厚1000,电阻率107-108cm,最大次级电子发射系数 max=3.1,热解条件为450℃,12min。     

正交实验制备基站天线移相器用陶瓷基板材料

以CaO-Al2O3-SiO2系氧化铝陶瓷为基础,通过正交实验研究了CaCO3、MgCO3﹑BaCO3和ZrO2的添加量对该系统陶瓷性能的影响,制备出基站天线移相器用BaO-CaO-MgO-Al2O3-SiO2氧化铝陶瓷材料。XRD结果表明,所制陶瓷主晶相是α-Al2O3,未发现新相,这些添加物形成了低共熔物,起了促进烧结、降低烧结温度的作用。正交实验结果表明,最佳添加量摩尔分数分别是x(CaCO3)为0.006,x(BaCO3)为0.004,x(MgCO3)为0.009和x(ZrO2)为0.005,其相对介电常数εr为9.66,tanδ为1.8×10–4,体积密度为3.65g/cm3,抗电强度为25×103V/mm。     

高锂含量碱金属铌酸盐的结构与性能研究

采用传统固相法陶瓷制备工艺制得高锂铌酸基无铅压电陶瓷体系xLiNbO3-(1-x)(Na0.5K0.5)NbO3(简写为xLN-(1-x)NKN,其中x=0.146,0.236,0.292,0.348,0.361,0.382,0.438,0.472,0.500,0.528,0.618),研究了该体系的晶相结构,断面形貌及电学性能随x的变化。研究表明,随x的增加,样品主晶相有一个四方钙钛矿到四方钨青铜结构再到LiNbO3三方结构的过程;压电常数d33随着x的增加而减小,但在x=0.236~0.438时保持相对稳定,约为75~80 pC/N;当x=0.5时,居里温度TC为537℃,此系列陶瓷适用于高温环境的压电陶瓷。     

BaTiO_3基无铅PTC热敏电阻材料的制备与研究

利用传统陶瓷工艺制备了掺杂(Bi0.5Na0.5)TiO3(BNT),CaCO3和Mn(NO3)2的钛酸钡基无铅PTC陶瓷材料(Bi0.5Na0.5)xBa1–xTiO3-yCaCO3-0.000 2Mn(NO3)2(x=0.005,0.020,0.040,0.080;y=0,0.02,0.04,0.06,0.08),研究了BNT和CaCO3的掺杂量对所制陶瓷微观结构和导电特性的影响。结果表明:试样的晶格常数比c/a、居里温度tC以及室温电阻率ρ25均随着BNT掺杂量的增加而增大;CaCO3的加入能有效降低样品的室温电阻率。当x=0.080,y=0.06时所制得材料的性能最好,其室温电阻率为7×102.cm,居里温度高于150℃,升阻比(ρmax/ρmin)达到103。     

掺杂Sm2O3对Ba(Ti,Sn)O3的介电性能的影响

以碳酸钡、二氧化锡和二氧化钛等为原料,制备了掺杂Sm2O3的Ba(Ti0.9Sn0.1)O3(BTS)陶瓷,研究了所制陶瓷的介电性能.结果表明:当摩尔分数x(Sm2O3)<0.60%时,Sm3+主要进入BTS陶瓷晶格A位,随着x(Sm2O3)的增加,Sm3+倾向于进入晶格B位.Sm2O3的掺杂量对BTS陶瓷的相对介电常...     

Y_2O_3掺杂对BCZT无铅压电陶瓷性能影响

采用传统氧化粉末固相反应法制备出了稀土氧化钇Y_2O_3掺杂(Ba_(0.85)Ca_(0.15))(Ti_(0.9)Zr_(0.1))O_3[简称BCZT-xY]无铅压电陶瓷。通过X射线衍射仪(XRD)及扫描电镜(SEM)研究了不同Y_2O_3掺杂量(x=0.2%~0.8%,质量分数)对BCZT的相结构、显微组织的影响。结果表明,适量掺杂BCZT陶瓷均可获得单一的钙钛矿结构陶瓷,当x为0.6%时获得样品的衍射强度较大;所制陶瓷的电学性能随着Y_2O_3掺杂量的变化显著变化,在烧结温度为1 480℃时,当Y_2O_3掺杂量x为0.2%时,陶瓷电学性能最优,在1 k Hz频率下室温测得各项参数为:压电常数d_(33)=208 pC/N,介电损耗tanδ=0.0182,相对介电常数ε_r=5 172.97。适量Y_2O_3掺杂能够改善BCZT压电陶瓷的电学性能。     

Nd3+、Li1+对CaTiO3微波介电性能的影响

研究了Nd3 、Li1 取代对CaTiO3微波介电性能的影响。以x=0.39的Ca1-xNd2x/3TiO3(CNT)为典型材料,在1 300~1 380℃烧结制备CNT。在1 350℃烧结4 h,可制备出介电常数rε=109.24,品质因数与频率之积Qf=8 650 GHz,谐振频率温度系数τf= 243×10-6/℃的CNT(x=0.39)微波陶瓷。对于(1-y)Ca1-xNd2x/3TiO3-yLi1/2Nd1/2TiO3(CNLNT),采用一步预合成法在1 200~1 380℃烧结制备CNLNT(x=0.39,y=0.49)微波陶瓷。随着烧结温度的提高,CNLNT(x=0.39,y=0.49)陶瓷的rε下降,τf略有下降。当烧结温度超过1 300℃时,Qf值下降。在1 300℃烧结4 h,rε=104,Qf=3 440 GHz,τf= 9×10-6/℃。     

Bi1/2(Na1-xLix)1/2TiO3压电陶瓷的性能和微结构

利用传统陶瓷工艺制备了Bi1/2(Na1-xLix)1/2TiO3(简写BNLT100x,其中x为摩尔含量)系无铅压电陶瓷,研究了该陶瓷的微结构、压电和介电性能。X-射线衍射分析(XRD)结果表明,在x=0~0.20时,Bi1/2(Na1-xLix)1/2TiO3陶瓷为单相三方晶系钙钛矿结构;在x=0.30时,会有影响压电性能的第二相产生。扫描电镜(SEM)结果表明,Li含量越高,陶瓷的烧结温度越低,Li促进了晶粒特定方向的生长;在x=0.15时,压电系数d33达极大值109 pC/N;同时研究了极化工艺条件对材料压电性能的影响。     

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。     

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。     

脉冲功率电容器用PbLa(ZrTi)O_3陶瓷性能研究

采用固相反应法制备了Pb0.96La0.06(Zr1-xTix)O3陶瓷,研究了Ti含量对所制陶瓷的电性能和储能特性的影响。结果表明,PbLa(ZrTi)O3陶瓷介电常数与电场强度呈非线性变化关系。当Ti含量x为0.08时,所测电滞回线细长狭窄,并呈下凹趋势,此时极化强度为22.18×10–6 C/cm2,储能密度为1.06 J/cm3。通过流延法制备的脉冲功率电容器击穿电压可大幅度提升,储能密度达1.95 J/cm3,具有高能量转换效率。     

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)。     

PMS对PBSZT压电陶瓷结构与性能的影响

采用传统固相合成法制备了Pb(Mn1/3Sb2/3)O3掺杂的(1–x)(Pb0.92Ba0.02Sr0.06)(Zr0.52Ti0.48)O3-xPb(Mn1/3Sb2/3)O3[xPMS-(1–x)PBSZT]压电陶瓷。通过XRD、SEM和准静态d33仪等手段探讨了PMS掺杂量对xPMS-(1–x)PBSZT陶瓷样品的相结构、显微结构和电性能的影响。结果表明:适量的PMS掺杂有助于降低陶瓷样品的烧结温度,x=0.01的样品在1 230℃烧结具有最大体积密度7.83 g/cm3。当x=0.02时,其具有最佳综合电性能,主要参数为:d33=349pC/N,kp=0.592,εr=1 587,tanδ=0.46%。     

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。     

(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。     

Zn缺位对Ba(Co_(0.6)Zn_(0.4))_(1/3)Nb_(2/3)O_3陶瓷性能的影响

采用传统固相反应法制备了Ba(Co0.58Y0.02Zn0.4-x)1/3Nb2/3O3(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.06)陶瓷,系统研究了Zn缺位对陶瓷的物相组成、微观结构和微波介电性能的影响。X线衍射(XRD)结果表明所有配方陶瓷的主晶相均为BaZn0.33Nb0.67O3-Ba3CoNb2O9(BCZN),并存在不同量的第二相Ba8CoNb6O24,适量的Zn缺位可提高BCZN体系的有序度,x=0.02时,其有序度最大。电镜扫描(SEM)结果表明适量的Zn缺位可促进烧结致密化,但Zn缺位过多,会使第二相增多,陶瓷的致密度恶化。随着x的增加,陶瓷的介电常数(εr)基本不变,但品质因数与频率的乘积(Q×f)得到了有效的改善,谐振频率温度系数(τf)先减小后增大。当x=0.02时,BCZN体系陶瓷的εr=35.12,Q×f=52 678GHz,τf=3.28×10-6/℃。