石墨纸-BaTiO_3/PI一体化复合薄膜的制备及研究

聚合物复合薄膜超级电容器因其可实现大面积制备、性能可靠等优点,引起了能源领域的广泛关注。如何实现导电层与介电层的一体化加工制备,是叠片式薄膜超级电容器的重要研究方向。本文介绍了以溶液混合法制备的钛酸钡/聚酰亚胺复合薄膜作为介电材料,以石墨纸作为电极材料以及复合薄膜的载体,利用提拉法制备石墨纸-钛酸钡/聚酰亚胺一体化复合薄膜,实现导电层与介电层直接成型的一体化制备过程。利用红外(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、EIS和LCR电桥仪对复合薄膜进行表征分析。实验结果表明聚酰亚胺亚胺化完全,钛酸钡在复合薄膜中分散良好,复合薄膜的介电损耗非常小,很好地满足了高介电材料的应用要求。     

热处理对Al/Al_2O_3/BaTiO_3薄膜电容器性能的影响

钛酸钡薄膜电容器以其能量密度高、性能可靠等优点而成为新能源领域的研究对象。本文以铝片作为电极材料,预煅烧过的钛酸钡为电介质材料。采用在空气中热处理的方法,使提拉过钛酸钡的铝电极表面生成一层热氧化膜,并且通过探讨一定的热处理制度,得到最佳的氧化铝层,提高介电性能。通过介电性能分析及等效电路模拟,得出铝表面生成了热氧化膜,升温速率10℃/min、保温时间120min是制备Al/Al2O3/BaTiO3电容器的最优条件,并且在0.5Hz下介电层介电常数达到3.84×104,介电损耗为0.2801,电容器的电容值达到2.92μF。     

退火温度对BaTiO_3薄膜的结构和介电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备Si（100）基片上的BaTi03陶瓷薄膜,并用红外光谱（IR）、x射线衍射（XRD）、扫描探针（SPM）等技术分析了钛酸钡凝胶的热解过程,以及不同退火温度下薄膜的晶粒、晶相、表面形貌、介电性能等指标。实验结果表明：高温有利于钛酸钡由立方相向四方相的转化;温度升高到1023K时,钛酸钡薄膜的表面形貌平整、均匀并具有良好的介电性能。     

退火温度对BaTiO3薄膜的结构和介电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备Si(100)基片上的BaTiO3陶瓷薄膜,并用红外光谱(IR)、x射线衍射(XRD)、扫描探针(SPM)等技术分析了钛酸钡凝胶的热解过程,以及不同退火温度下薄膜的晶粒、晶相、表面形貌、介电性能等指标.实验结果表明:高温有利于钛酸钡由立方相向四方相的转化;温度升高到1023 K时,钛酸钡薄膜的表面形貌平整、均匀并具有良好的介电性能.     

钽掺杂对钛酸钡基陶瓷介电性能影响的研究

研究了微量钽掺杂对钛酸钡基陶瓷介电常数、介电损耗以及温度稳定性等介电性能的影响.利用XRD、SEM等现代分析手段分析了材料的显微结构,分析了显微结构与材料介电性能的关系,得到了性能较为优良的电容器基料配方.     

钛酸钡基铁电材料的介电非线性研究

通过A位或B位掺杂改性得到的钛酸钡基铁电材料,在外加直流偏置电场作用下,具有介电常数非线性可调的优异介电性能,可以广泛地应用于压控可调陶瓷电容器和微波可调器件领域。针对钛酸钡基铁电材料的介电非线性特性,讨论了BaTiO_3基铁电材料分别在铁电相、顺电相以及相转变温度场附近的介电非线性机理和相关理论;结合笔者近年来有关介电非线性研究的实验结果和相关文献报道,综述了不同A位离子(如Sr~(2-)和Ca~(2-)等)或B位离子(如Zr~(4 )和Sn~(4-)等)掺杂的BaTiO_3基铁电材料体系的介电非线性研究现状,分别对不同物质形态(陶瓷块体、薄膜和厚膜)的BaTiO_3基铁电材料的介电非线性研究及其应用进行了对比分析;并对钛酸钡基铁电材料今后的发展趋势和研究方向进行了展望。     

掺杂改性对钛酸钡基陶瓷储能密度的影响

钛酸钡基陶瓷具备优良的电性能,是现代功能技术陶瓷应用最广泛的一类材料,是电子陶瓷元器件的主要原材料之一。本文综述了材料储能密度及影响因素、掺杂改性对钛酸钡基陶瓷介电性能的影响、钛酸钡基陶瓷材料的应用,并对钛酸钡基陶瓷材料Nb、Gd掺杂改性的研究进行了展望。     

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.     

锆钛酸钡（BZT）陶瓷制备及其介电性能的研究进展

锆钛酸钡(BzT)具有介电非线性强、漏电流小、介电常数高、居里温度可调、耐高压等特点,备受人们的关注.本文综述了锆钛酸钡陶瓷的制备方法及其晶粒尺寸、组成对BZT陶瓷介电性能的影响等方面的研究进展,并提出了在研究中亟待解决的问题.     

Al_2O_3/BaTiO_3复合薄膜制备及低频介电性能研究

采用电泳沉积技术在经三乙醇胺处理的铝电极上成功制备Al_2O_3/BaTiO_3交织结构薄膜,探讨了电泳沉积电压和沉积时间对沉积薄膜低频介电性能的影响。悬浮液中颗粒在较高的电压下运动速度较快,且沉积时间较短时,悬浮液的浸泡作用对沉积薄膜的影响较小,热处理后形成的Al_2O_3/BaTiO_3交织层结构优异,提高低频区的界面极化程度,改善了钛酸钡薄膜低频介电性能。90V/5min的沉积条件为铝基底上电泳沉积制备钛酸钡薄膜的最佳条件,在该条件下制备的钛酸钡薄膜电容值在10m Hz时为1.84μF/cm2,介电损耗仅为0.14。     

固相法烧结温度对钛酸钡陶瓷介电性能的影响

研究了固相法烧结温度对钛酸钡陶瓷介电性能的影响.采用固相法在不同温度下烧结钛酸钡陶瓷.结果表明,不同烧结温度对钛酸钡陶瓷晶体结构、微观形貌、介电常数、介电损耗、居里温度等都会产生不同的作用效果.钛酸钡陶瓷只有在最佳烧结温度附近才具有最好的结构和性能,烧结温度过低会使烧结过程不充分,引起过多的点缺陷;而过高的烧结温度也会由于过烧现象的存在而使晶粒与晶界间相互作用出现异常,两种情况都会导致钛酸钡陶瓷介电性能的劣化.     

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。     

锆元素不同掺杂方式对钛酸钡陶瓷介电性能的影响

研究了锆元素不同掺杂方式对钛酸钡陶瓷介电性能的影响.采用固相法制备出掺杂比例为1mol%的zrO<,2>-BaO和ZrO<,2>两种掺杂方式的钛酸钡陶瓷样品,对其进行多方面的表征.实验结果表明.ZrO<,2>-BaO掺杂与ZrO<,2>掺杂的钛酸钡晶格常数、介电性能会发生不同的变化,这是由锆元素不同掺杂情况对钛酸钡的作...     

聚醚酰亚胺/改性钛酸钡复合材料制备及介电储能性能

采用Stober法对高介电常数陶瓷填料钛酸钡(BT)进行改性,得到二氧化硅(SiO2)包覆BT(BT@SiO2)填料,并采用溶液浇铸法制备具有高介电储能性能的聚醚酰亚胺(PEI)/BT@SiO2复合材料薄膜,研究了复合材料薄膜的表面结构、结晶行为、介电性能、储能性能等.X射线衍射(XRD)及透射电子显微镜结果表明,Si...     

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。     

化学包覆法制备Ho^(3+)掺杂钛酸钡基X8R细晶陶瓷EI北大核心CSCD

采用化学包覆法将Ho_2O_3包覆在纳米级钛酸钡粉体表面,通过烧结将Ho^(3+)扩散到钛酸钡晶粒中,调节其介电性能,研究了不同Ho^(3+)掺杂量对Ba Ti O3基陶瓷相组成、微观结构和介电性能的影响。X射线衍射和扫描电子显微镜分析结果表明:Ho^(3+)改性陶瓷样品均为赝立方相,Ho^(3+)的加入能抑制晶粒生长,改善陶瓷微观结构,有利于制备均匀的细晶陶瓷。透射电子显微镜观察显示,包覆层的厚度约为2 nm,包覆Ho_2O_3有助于陶瓷烧结过程中形成"核-壳"结构晶粒,能显著改善钛酸钡基陶瓷的介电温度稳定性,提高绝缘电阻。当Ho^(3+)掺杂量为2.0%时,陶瓷的相对介电常数为1 612,ΔC/C(-55~150℃)<±15%,满足EIA X8R电容器的温度特性。     

化学包覆法制备Ho~(3+)掺杂钛酸钡基X8R细晶陶瓷

采用化学包覆法将Ho_2O_3包覆在纳米级钛酸钡粉体表面,通过烧结将Ho~(3+)扩散到钛酸钡晶粒中,调节其介电性能,研究了不同Ho~(3+)掺杂量对Ba Ti O3基陶瓷相组成、微观结构和介电性能的影响。X射线衍射和扫描电子显微镜分析结果表明:Ho~(3+)改性陶瓷样品均为赝立方相,Ho~(3+)的加入能抑制晶粒生长,改善陶瓷微观结构,有利于制备均匀的细晶陶瓷。透射电子显微镜观察显示,包覆层的厚度约为2 nm,包覆Ho_2O_3有助于陶瓷烧结过程中形成"核-壳"结构晶粒,能显著改善钛酸钡基陶瓷的介电温度稳定性,提高绝缘电阻。当Ho~(3+)掺杂量为2.0%时,陶瓷的相对介电常数为1 612,ΔC/C(-55~150℃)±15%,满足EIA X8R电容器的温度特性。     

Si_3N_4/SiC/BT/硅橡胶复合材料的制备及介电性能研究

以硅橡胶(PDMS)为基体,以碳化硅、氮化硅为导热填料,通过热压法制备了系列陶瓷/PDMS复合材料,并对其导热性能、介电性能进行测试,结果表明,在导热填料/硅橡胶复合材料中,当SiC/Si3N4=7∶3(体积比),且当填料占复合材料体积分数为15%时,其介电常数达到最高值9,是聚合物基体材料的3～4倍,介电损耗未发生明显改变,保持在0.05左右,击穿强度最大达到42kV/mm,热导率也达到了0.7W/(m·K)。为了提高导热复合材料的介电性能,在聚合物基体中,通过添加高介电性的钛酸钡陶瓷,制备出系列导热填料/介电陶瓷/硅橡胶三相复合材料,研究结果表明,当钛酸钡陶瓷占复合材料总体积的30%时,复合材料的介电常数提高约2倍,达到17,介电损耗仍保持较低水平,在0.07左右,击穿强度为25kV/mm,热导率达到0.72W/(m·K)。实验结果表明,通过在聚合物基体中添加导热填料和高介电陶瓷均能提高聚合物的介电性能,制备出具有高介电性和高导热性的聚合物基复合材料。     

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...     

Zr掺杂对BaTiO3陶瓷微观形貌及性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了锆掺杂的钛酸钡陶瓷,通过XRD、SEM等分析检测手段对所得锆钛酸钡陶瓷样品进行了表征。系统地研究了Zr掺杂对BaTiO_3基陶瓷相组成、微观形貌和介电性能的影响。结果表明,锆钛酸钡陶瓷样品均为单一的立方相钙钛矿结构,晶粒大小均匀,随着Zr掺杂量的增加,陶瓷晶粒尺寸先增大后减小,孔隙逐渐增多,介电常数先增大后减小,介电损耗先减小后增大。