微量BaBiO_3掺杂高温PTC陶瓷研究

研究微量BaBiO_3施主掺杂高温PTC陶瓷以及相关半导化机理,结果表明当BaBiO_3为0.3%mol左右时,能够获得良好的电性能。同时它与La_2O_3或Nb_2O_5进行双施主掺杂呈现低阻值、高耐压等特性,并了解到其半导化机理。     

Al_2O_3掺杂对Zn-Bi系压敏陶瓷性能的影响

采用Al_2O_3掺杂,通过固相法制备Zn-Bi系压敏陶瓷,研究了不同比例Al_2O_3对ZnO陶瓷的晶粒大小、显微结构以及电性能的影响。研究表明ZBSCCMY配方中掺杂少量Al_2O_3制备得到ZnO压敏陶瓷样品的晶粒大小愈加均匀,显微结构更加致密;陶瓷物相主要由Zn O相、少量的Bi_2O_3相和微量的Zn_7Sb_2O_7尖晶石物相构成;少量Al_2O_3的掺杂改进了晶粒和晶界结构和成分,活化了晶界,降低烧制压敏陶瓷的烧结温度,优化了压敏陶瓷的非线性特性。当掺杂浓度为0.05 wt%、烧结温度为1100℃、保温2 h得到性能良好的压敏陶瓷,其压敏电位梯度可达810 V/mm,非线性系数为68,漏电流为2.4μΑ。     

掺杂物对SrTiO_3基半导瓷晶界层电容器影响的研究

选择La_2O_3、V_2O_5掺杂SrTiO_3、控制合适的Ti/Sr比、添加适量CuO和AS以及调节最佳工艺参数,系统地研究了它们对SrTiO_3试样的还原烧结行为、显微结构和介电性能的影响。实验结果表明:V_2O_5作为施主掺杂物能较大幅度地降低SrTiO_3的还原烧结温度;三价离子掺杂大于五价离子掺杂所需的Ti/Sr比;添加适量的CuO、AS能形成厚度适当的高阻绝缘晶界层。通过实验,我们获得了1300℃还原烧成温度下综合性能佳、复现性好的V_2O_5掺杂SrTiO_3 GBBLC。     

YSZ陶瓷的耐熔盐热腐蚀性能研究

采用涂盐法分别在8wt%Y_2O_3部分稳定的ZrO_2(YSZ)陶瓷表面涂覆了Na_2SO_4、V_2O_5和Na_2SO_4+V_2O_5(摩尔比1:1)三种腐蚀介质,研究了不同腐蚀介质在800~1000℃下对YSZ陶瓷的腐蚀行为。利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀后YSZ陶瓷的相组成和微观形貌进行了分析。结果表明,V2O5熔盐在800℃以上对YSZ腐蚀过程中,V_2O_5熔盐与YSZ发生反应形成YVO_4,并存在t-ZrO_2向m-ZrO_2的相变。在用Na_2SO_4和Na_2SO_4+V_2O_5腐蚀介质对YSZ腐蚀过程中,Na_2SO_4本身对YSZ的失效没有影响。然而,由于V_2O_5的存在,V_2O_5与Na_2SO_4反应形成低熔点钒酸盐(NaVO_3),NaVO_3与稳定剂Y_2O_3酸性溶解形成YVO_4,从而使得YSZ陶瓷失效。     

双施主掺杂对PTC陶瓷性能的影响

为了提高PTC陶瓷整体性能,本文用正交法对高温PTC进行了双施主Nb2O5和La2O3掺杂配比的实验,优选了配方,其中La2O3的摩尔分数应该控制在0.0006～0.0008之间,Nb2O5控制在0.0005～0.0007之间较好。同时研究了双施主掺杂与单施主掺杂分别对高居里点PTC陶瓷性能的影响。     

施主半导化BaTiO3PTC陶瓷耐压性能研究

通过工艺实验,性能测试和微观结构分析,研究了施主掺杂半导化BaTiO_3陶瓷的耐压性能。结果表明,该陶瓷耐压性能不仅与PTC效应,压阻效应有关,还与显微组织结构中存在的玻璃相有关。调整Al_2O_3、SiO_2烧结添加剂比例,在显微组织结构中形成莫来石微晶体的试片,具有良好的耐压性能。依据热平衡原理,建立了PTC陶瓷耐压方程,该方程表征了耐压性能与各影响因素之间的相互关系。本文用该方程对一些实验现象进行了讨论。     

掺杂对Al_2O_3陶瓷微波介电损耗影响的研究进展

综述了掺杂对Al_2O_3陶瓷微波介电损耗影响的研究进展,概括介绍了Al_2O_3陶瓷微波介电损耗的影响因素,重点介绍了不同价态的掺杂助剂对Al_2O_3陶瓷微波介电损耗的影响,最后对这一研究方向的未来发展做了一些展望,希望对于研究改善Al_2O_3陶瓷微波介电损耗提供有益的参考。     

Yb_2O_3和Sm_2O_3复合掺杂对锆钛酸钡陶瓷介电性能的影响

以碳酸钡、二氧化锆、二氧化钛等为原料,以Sm_2O_3为掺杂剂和掺杂量为0.5mol%Y_2O_3的锆钛酸钡陶瓷材料为研究对象,采用传统固相法分别于1250℃、1280℃、1300℃、1330℃下制备了陶瓷样品,研究Sm_2O_3加入物对体系介电性能和微观形貌的影响。结果表明,Sm~(3+)掺杂后的陶瓷样品主晶相不变,均为钙钛矿结构;掺杂能起到改善介电常数与介电损耗的作用,随着Sm_2O_3掺杂量的增加,陶瓷样品的介电常数最高至6623.49,而介电损耗最低至0.0145;掺杂还可以改变BZT陶瓷的介电性能,居里温度向室温方向移动,当Sm_2O_3掺杂量x=0.005 mol时,陶瓷样品的介电性能最好。     

Y_2O_3透明陶瓷的性能及应用概述

立方结构的Y_2O_3材料无双折射效应,有利于透明陶瓷的制备,Y_2O_3陶瓷的光学透明性范围较宽,声子能量较低,易实现稀土离子的掺杂。同时,Y_2O_3材料具有优异的物理化学性能,有利于材料的实际应用。经研究,Y_2O_3透明陶瓷在高温窗口、红外头罩、闪烁、激光等众多领域有着巨大的商业应用价值。重点介绍Y_2O_3透明陶瓷和稀土掺杂的Y_2O_3透明陶瓷的制备工艺进展,对Y_2O_3材料在高温窗口、闪烁、激光应用等领域前景做出评估。     

Gd~(3+)、Nb~(5+)掺杂锆钛酸钡陶瓷结构及介电性能的研究

实验以分析纯的乙酸钡、硝酸氧锆、钛酸丁酯、NH_3·H_2O(氨水)、Gd_2O_3、Nb_2O_5、Mn(CH_3COO)_2·4H_2O、C_4H_6MgO_4·H_2O为原料,采用溶胶-凝胶法制备Gd~(3+)掺杂Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3基陶瓷。通过XRD结构测试、SEM形貌测试和介电性能测试。结果表明Gd~(3+)掺杂Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3陶瓷在常温下仍为钙钛矿型结构,Gd~(3+)掺杂量为0.5 mol%时,常温介电常数最大,介电损耗最小。再以Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3+0.5 mol%Gd~(3+)陶瓷为基体,掺杂不同比例的Nb~(5+),制备Gd_2O_3、Nb_2O_5复合掺杂Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3陶瓷。通过XRD晶体结构测试、SEM形貌测试和介电性能测试实验,得出Gd~(3+)掺杂量为0.5 mol%、Nb~(5+)掺杂量为0.75 mol%时,复合掺杂BZT陶瓷的介电性能为最优。     

Gd_2O_3掺杂对BaTiO_3陶瓷电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂不同量Gd2O3(分别为0 001、0 002、0 003、0 005、0 007mol mol)的BaTiO3陶瓷,并对其电性能进行了研究。结果表明:Gd2O3掺杂使BaTiO3陶瓷的电阻率明显下降,当添加量为0 002mol mol时,电阻率最小,为1 27×105Ω·m;晶粒电阻随着温度的变化,呈现NTC效应,而晶界电阻随着温度的变化,呈现PTC效应,而且晶界电阻远远大于晶粒电阻,说明Gd2O3掺杂BaTiO3陶瓷的PTC效应是一种晶界效应;Gd2O3掺杂使BaTiO3陶瓷的介电常数和介电损耗在低频时明显增大,在高频时又明显降低。     

AlN陶瓷低温烧结制备与性能研究

采用两组复合烧结助剂Y2O3-CaF2,Y2O3-CaF2-Li2CO3在1600℃烧结AlN陶瓷,对AlN陶瓷烧结密度,热性能和电性能进行了测试,并分析了AlN陶瓷物相变化和微观结构。结果表明,复合烧结助剂在低温下能明显促进AlN陶瓷致密化及晶粒生长发育,尤其是添加3wt%Y2O3-2wt%CaF2作烧结助剂,1600℃常压烧结4h制备了结晶良好,相对密度为98.4%,热导率为133.62W/m.K,同时具有较低相对介电常数的AlN陶瓷。在低温常压条件下制备出性能较高的AlN陶瓷。     

掺杂La2O3对刚玉基复相陶瓷的烧结和力学性能的影响

刚玉基复相陶瓷材料具有高硬度、高强度及耐磨性等优异的力学性能,是结构陶瓷领域研究的热点之一,具有广阔的应用前景.以α-Al2O3、SiC和ZrO2为原料,掺杂少量稀土氧化物La2O3,采用无压埋烧工艺,制备了稀土掺杂刚玉基复相陶瓷.通过XRD、SEM等手段研究La2O3添加量对复相陶瓷微观结构和性能的影响.结果表明:掺杂La2O3可将复相陶瓷的烧结温度降低至1540℃,经1540℃烧结的掺杂复相陶瓷强度和硬度分别为183 MPa和18.46 GPa.La2O3位于晶界处抑制晶粒长大,促进晶粒细化,利于样品的致密化,同时其晶界强化作用有利于复相陶瓷强度的提高.     

复合稀土氧化物对氧化铝陶瓷耐磨性能的影响研究

讨论了不同类型和不同量的六种稀土氧化物La2O3、ceO2、Y2O3、Sm2O3、Nd2O3、Dy2O3对氧化铝陶瓷进行掺杂的试验过程,研究表明：某两种或两种以上稀土氧化物一起添加到氧化铝陶瓷中,比单一稀土氧化物添加到氧化铝陶瓷中对提高陶瓷耐磨损性能的效果要好。     

BaO-Nd2O3-Sm2O3-TiO2四元系微波介质陶瓷

本文研究了Bi2O3、PbO及Sm2O3对BaO-Nd2O3-TiO2(简称BNT)系陶瓷材料微波性能的影响.实验表明,在BNT系材料中掺入Bi2O3或PbO可降低材料的频率温度系数τf,但同时也使材料的tgδ增大.采用Sm取代部分Nd,形成BaO-Nd2O3-Sm2O3-TiO2(简称BNST)四元系陶瓷材料,可有效降低材料的τf,改善频率温度稳定性,而不会降低材料的品质因素Q0.当Sm2O3∶Nd2O3=7∶3(mol比)时,可得到εr=80.80,tgδ=2.92×10-4(2.7GHz测),τf=23.63ppm/℃的高性能BNST四元系微波介质陶瓷材料.     

La_2O_3掺杂(Bi_(0.5)Na_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)TiO_3陶瓷的介电和压电性能的研究

用固相反应法制备La2O3掺杂的铁电陶瓷(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3(BNBT6)。X射线衍射曲线表明掺杂0-0.6wt%La2O3的BNBT6为钙钛结构。研究了La2O3掺杂对BNBT6陶瓷介电性能和压电性能的影响。结果表明La2O3掺杂量为0.3wt%的BNBT6陶瓷综合性能最佳,其中介电常数为1981.4,介电损耗为0.0625和压电常数为145pc/N。SEM图象表明La2O3掺杂提高了陶瓷的致密度。     

A1N陶瓷低温烧结过程中氧化控制与性能研究

采用纳米级的A1N粉并以Y2O3-CaF2作烧结助剂于1600℃下制备A1N陶瓷,对AlN陶瓷物相组成、相对密度、微观结构和热性能进行了表征,针对A1N陶瓷烧结过程中易氧化的问题,分析了氮化铝陶瓷在烧结过程中氧化的机理,提出了防止A1N陶瓷制备过程中氧化的措施。研究表明：将A1N坯体置于含有一定量碳粉的A1N埋粉中于N2气氛下烧结,生成还原性气体CO,有效避免了A1N烧结过程中的氧化问题。其中添加3wt％Y2O3-2wt％CaF2作烧结助剂,1600℃常压条件下制备了高热导率的致密A1N陶瓷。     

Yb3+掺杂YAG微晶玻璃的制备与晶化性能研究

通过对CaO-Al2O3-SiO2三元相图相关点的探讨,确定Yb3+掺杂的29.5SiO2-30.5CaO-24 Al2O3-12Y2O3-4 Yb2O3-(0～3)ZrO2玻璃系统,采取高温熔融获得母体玻璃。用DTA和梯温法测定母体玻璃的析晶行为并确定热处理制度。采取XRD,TEM分析热处理后的样品。结果表明,选择的玻璃成分均可得到Yb3+掺杂YAG透明微晶玻璃,含3 mol%ZrO2更有利于得到晶体颗粒的形貌和大小基本一致、分散均匀、尺寸约33 nm的Yb3+掺杂YAG透明微晶玻璃。     

Phase Transition and Large Electrostrain in Lead‐Free Li‐Doped (Ba,Ca)(Ti,Zr)O3 Ceramics

Large piezoelectric effect is achieved in Li‐doped Ba_0.85Ca_0.15Ti_0.90Zr_0.10O₃(BCTZ) ceramics by use of tuning the phase boundaries. Rhombohedral–orthorhombic (R–O) and orthorhombic–tetragonal (O–T) multiphase coexistence is constructed in the ceramics by changing Li contents. The high piezoelectric constant d₃₃ (493 pC/N) and large electrostrain (dS_max/dE_max = 931 pm/V) have been observed in the Li‐doped (Ba, Ca)(Ti, Zr)O₃ ceramics at low sintering temperature (1350°C/2 h). The significant enhancement in materials properties is ascribed to the multiphase region around room temperature induced by Li‐doped effect.     

La2O3掺杂对SnO2基陶瓷致密化与力学性能的影响

以La2O3作掺杂剂制得SnO2基陶瓷.运用XRD和SEM对SnO2基陶瓷的显微结构进行了表征,并测试了SnO2基陶瓷的体积密度、维式硬度、抗弯强度及断裂韧性.结果表明,在一定的掺杂范围内, La2O3的引入能明显改善SnO2基陶瓷的力学性能.同时,La2O3的加入可促进SnO2晶相的形成和生长,对SnO2基陶瓷的致密化起到了良好的作用.