(1-x)Mg_2TiO_4-xSrTiO_3陶瓷的物相组成、显微结构以及微波介电性能

采用固相反应法制备了(1-x)Mg_2TiO_4-xSrTiO_3(w(x)=4%,6%,8%,10%)微波介质陶瓷,研究了不同SrTiO_3添加量以及烧结温度对该陶瓷体系的物相组成、显微结构以及微波介电性能的影响。XRD分析结果表明,所有陶瓷样品为两相共存,没有第二相的存在。SrTiO_3的添加能够促进Mg2TiO4陶瓷的烧结,同时陶瓷在1 375~1 425℃范围内均表现出较高的致密度。当x=0.08,烧结温度为1 400℃,保温4h时,陶瓷具有优良的微波介电性能,εr=17.1,Q×f=65 130GHz,τf=-9.8ppm/℃。     

(Sr_(1-3x/2)La_x)TiO_3(x=0.2～0.5)陶瓷的显微组织结构及微波介电性能研究

通过固相反应法制备(Sr_(1-3x/2)La_x) TiO_3(x=0.2～0.5)复合体系微波介质陶瓷,并对其显微组织结构、晶体结构及微波介电性能进行研究。XRD结果表明(Sr_(1-3x/2)La_x) TiO_3系微波介质陶瓷为六方晶系钙钛矿结构。显微组织结构表明陶瓷的晶粒尺寸随着烧结温度的提高而增大,气孔呈现先减少后增多的趋势,并且陶瓷的晶界在高温过烧时出现晶界明显扩张的现象。介电性能结果表明陶瓷的密度、介电常数和品质因数均随烧结温度的提高先增大后减小,谐振频率温度系数和热膨胀系数则呈现与之相反的变化趋势,同时除密度在1 450℃下取得最值外其余各检测值均在1500℃下取得最值。在烧结温度为1 500℃时,(Sr_(0.55)La_(0.3)) TiO_3陶瓷具有致密的结构、清晰明显的晶界、气孔数量较少,平均晶粒尺寸为14.24μm,此时(Sr_(0.55)La_(0.3)) TiO_3陶瓷具有优良的介电性能:Q×f=8960.43GHz,ε_r=60.54,τ_f=16 ppm/℃。     

SCNN无铅压电陶瓷的制备和特性研究

为制备高性能的无铅压电陶瓷,在传统工艺下,制备了Ca_xSr_(2-x)NaNb_5O_(15)陶瓷各组分的样品,研究了压电介电性能随组分的变化.结果表明:在x=0.14附近Ca_xSr_(2-x)NaNb_5O_(15)材料具有较好的压电和介电性能.该材料有2个相变点,一个接近280℃,另一个在-20℃附近,具有明显的介电弛豫现象.X射线衍射和Raman光谱实验表明该材料是四方钨青铜结构,Ca~(2+)替代Sr~(2+)引起了晶格畸变,从而导致物理性能的提高.电镜扫描照片显示瓷体致密.     

(1-x)Ca_5Zn_4(VO_4)_6-xCa_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3陶瓷微波介电性能研究

采用传统固相法制备(1-x)Ca5Zn4(VO4)6-xCa0.8Sr0.2TiO3(0.5≤x≤0.8)系陶瓷,并研究其烧结特性、晶相组成、显微组织和微波介电性能变化规律。用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析陶瓷的晶相组成和显微组织,采用闭腔法测量其微波介电性能。研究表明,随着Ca0.8Sr0.2TiO3含量增加,陶瓷的εr和τf值逐渐增大,而Q×f值逐渐减小。875℃/5h烧结0.3Ca5Zn4(VO4)6-0.7Ca0.8Sr0.2TiO3名义陶瓷具有最佳微波介电性能,即εr=13.5,Q×f=12 800GHz,τf=3ppm/℃。     

Li_3(Mg_(0.95)Co_(0.05))_2SbO_6陶瓷微波介电性能研究

采用传统固相反应法制备Li_3(Mg_(0.95)Co_(0.05))_2SbO_6微波介质陶瓷。研究部分Co~(2+)离子取代Mg~(2+)离子对Li_3(Mg_(0.95)Co_(0.05))2SbO_6陶瓷烧结特性、物相组成、显微组织和微波介电性能的影响。采用XRD、SEM及矢量网络分析仪对材料晶体结构、显微组织和微波介电性能进行表征。XRD结果表明样品主相为岩盐结构Li_3(Mg_(0.95)Co_(0.05))_2SbO_6相。实验结果表明,随着烧结温度升高,样品密度和εr值逐渐增加,Q×f值先增大后减小,τf值在-11.3~-8.1ppm/℃范围内波动。部分Co~(2+)离子取代Mg~(2+)离子能有效改善Li_3Mg_2SbO_6基陶瓷烧结特性和微波介电性能。1 175℃、5h烧结Li_3(Mg_(0.95)Co_(0.05))_2SbO_6陶瓷具有最佳微波介电性能,且对应参数分别为ε_r=9.2、Q×f=49 804GHz、τ_f=-11.3ppm/℃。     

Bi_(12)TiO_(20)添加对BCZT陶瓷介电性能的影响

采用固相法制备了(Ba0.85Ca0.15)(Zr0.1Ti0.9)O_3(BCZT)-x%Bi12TiO_20(x=0.03、0.05、0.1、0.5)陶瓷.通过XRD、介电温度特性、电滞回线测试手段对所制备陶瓷样品的介电性能进行了分析.研究结果表明:当x=0.05时,介电常数在1kHz下达到5 250,介电损耗值是1.5%;样品的最大极化强度、矫顽电场和剩余极化强度随着Bi12TiO_20含量的增加而逐渐降低.当x=0.5时,样品具有较高的储能密度0.388J·cm-3.     

(Ba,Eu)TiO_3细晶粒陶瓷制备中的影响因素

采用冷压陶瓷技术,分别在1 400℃和1 300℃制备了具有四方结构的(Ba_(1-x)Eu_x)TiO_3和(Ba_(1-x)Eu_x)Ti_(1-x/8)O_3陶瓷.应用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)研究Eu含量、Ti空位缺陷和陶瓷化烧结温度的变化对制备(Ba,Eu)TiO_3细晶粒陶瓷的影响因素.结果表明:当x=0.05时,1 300℃制备的(Ba_(1-x)Eu_x)Ti_(1-x/8)O_3陶瓷细化到平均晶粒尺寸小于1μm,1 400℃制备的(Ba_(1-x)Eu_x)TiO_3陶瓷却畸变生长到5μm.而x=0.03时,(Ba_(1-x)Eu_x)TiO_3陶瓷仍能细化到1μm.说明较高的陶瓷化烧结温度并不是晶粒生长的主要原因,Ti空位的存在起到抑制晶粒生长的作用.x≥0.07时,(Ba_(1-x)Eu_x)TiO_3陶瓷为大于5μm的粗晶粒陶瓷,说明Eu含量的继续增加不能抑制晶粒生长.     

Cr_2O_3及Nb_2O_5掺杂CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷结构与介电性能

采用固相法制备了Cr2O3、Nb2O5掺杂的钛酸钙铜基高介电陶瓷,研究了Cr2O3、Nb2O5掺杂对CaCu3Ti4O12(CCTO)陶瓷晶体结构、显微结构及介电性能的影响.结果表明:当掺杂量x在所研究区域质量分数0~0.8%之间时,样品均形成纯钙钛矿固溶体;两种掺杂对钛酸钙铜陶瓷的晶体生长均有抑制作用,Cr2O3掺杂的样品在1100℃致密成瓷,Nb2O5掺杂的样品在1080℃致密成瓷;当Cr2O3掺杂量为质量分数0.4%、Nb2O5掺杂量为质量分数0.4%时,与纯CCTO相比,两种掺杂对陶瓷的介电性能均有明显的改善作用,室温、1kHz下陶瓷的介电损耗分别为0.04、0.17,Cr2O3掺杂钛酸钙铜陶瓷性能要优于Nb2O5掺杂的钛酸钙铜陶瓷.     

(1-x)Ba(Mg1/3Ta2/3)O3-xBaTiO3复合微波介质陶瓷的合成

以传统电子陶瓷制备工艺合成了(1-x)Ba(Mg1/3Ta2/3)O3-xBaTiO3(0＜x＜11/12,简称BMTT)二元复合钙钛矿微波介质陶瓷.研究了不同BaTiO3(BT)掺入量对BMTT介电性能和结构的影响.实验结果表明Ti4+与Mg2+、Ta5+离子对构成类质同相代换,形成BMTT系列固溶体,与Ba(Mg1/3Ta2/3)O3(BMT)具有相同的晶体结构.当体系组成为0.5Ba(Mg1/3Ta2/3)O3-0.5BaTiO3时,在1 480℃下烧结且保温3 h所制备的陶瓷材料微波介电性能为εr=89,Q*f=12 700 GHZ,τf=190×10-6/℃ .     

不同Zr/Ti比对Pb(Zr_xTi_(1-x))O_3陶瓷微观结构及性能的影响

采用固相烧结法制备了不同组分Pb(Zr_xTi_(1-x))O_3(x=0.8、0.7、0.48、0.3、0.2)陶瓷。分别采用TG/DSC分析仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和阻抗分析仪LCR分析了粉体的热分解温度;表征了PZT压电陶瓷的微观结构与形貌;并讨论了不同Zr/Ti比对PZT陶瓷的介电性能的影响。结果表明:Pb(Zr_xTi_(1-x))O_3(x=0.8、0.7、0.48、0.3、0.2)陶瓷靶材在850℃预烧2 h后,得到了PZT主晶相成相明显的粉末。在1 050℃烧结8 h得到了晶界清晰、晶粒尺寸分布较均匀、较致密、具有纯的钙钛矿结构的PZT陶瓷。不同Zr/Ti比对PZT陶瓷的微观结构和性能有重要影响,测试了不同组分PZT陶瓷在1 kHz处的介电常数值,得出当x=0.48时,PZT陶瓷介电常数表现最佳,介电损耗最小,ε=534,tan δ=0.04。     

CoO掺杂MgTiO3-CaTiO3介质陶瓷的介电性能

采用了固相反应法制备了CoO掺杂的MgTiO3CaTiO3(MCT)介质陶瓷.研究了CoO掺杂对MCT介质陶瓷烧结特性、相组成和介电性能的影响.结果表明:CoO掺杂能有效地降低MCT陶瓷的烧结温度至1250℃;CoO掺杂能有效地降低MCT陶瓷的介电损耗(～10-5).     

BaTiO_3-Bi(Ni_(2/3)Nb_(1/3))O_3弛豫铁电陶瓷结构、介电与储能性能研究

采用固相法制备(1-x)BaTiO_3-xBi(Ni_(2/3)Nb_(1/3))O_3(x=3,5,7,10,15,20mol%)(简称BTBNN)弛豫铁电陶瓷,研究了BTBNN陶瓷的结构、介电性能和铁电性能.研究结果表明,Bi(Ni2/3Nb1/3)O3(简称BNN)可以有效降低BaTiO3陶瓷的烧结温度.XRD表明BTBNN陶瓷的晶体结构随BNN含量的增加从四方相转变为伪立方的钙钛矿结构.介电温谱结果表明BTBNN陶瓷表现出弛豫铁电陶瓷的特征,最大介电常数εm随BNN含量增加逐渐减小,而最大介电常数对应的温度Tm呈现先减小后增加的趋势.当x=20mol%时,BTBNN陶瓷获得250kV/cm的击穿电场和2.03J/cm3的可释放能量密度.     

(Ba 0.8Sr 0.2) 1-1.5x BixTiO3陶瓷的弥散相变和高温介电异常研究

采用传统固相法制备(Ba _0.8Sr _0.2) _1-1.5x Bi_xTiO₃ (x= 0.02,0.05,0.15,缩写为BSBT)陶瓷.在空气条件下1 473 K 保温2 h退火制得,并对陶瓷样品的结构、微观形貌和介电性能进行了测试.其中,在介电研究中不仅出现了弥散的相变,并且在高温区域观察到了弥散型的介电异常.根据居里-外斯定律的拟合结果,在样品x=0.05的BSBT陶瓷样品中出现相对较强的一个弥散相变.此外,通过阻抗分析,不仅表征了BSBT陶瓷的晶界电阻,还由此算出陶瓷样品的活化能和电导活化能.极化原理表明BSBT陶瓷的高温弛豫与氧空位引起离子的跳跃有关.而对于样品的高温介电异常,此处认为是一种介电弛豫行为,主要由弛豫强度变化所致.     

(1-x)Pb(Ta0.5Sc0.5)O3-xPb(Zr0.52Ti0.48)O3(0.1≤x≤0.5)弛豫铁电陶瓷的制备工艺及其性能

利用短时研磨(粗磨,2 h)和长时研磨(细磨,48 h)两种不同的研磨工艺并结合B位复合陶瓷制备的一步法工艺流程,制备并研究了铅基钙钛矿弛豫铁电陶瓷(1-x)Pb(Ta0.5Sc0.5)O3-xPb(Zr0.52Ti0.48)O3(0.1≤x≤0.5)(PSTZT)。由细磨工艺制备的陶瓷在1 200℃下烧结2 h获得了纯钙钛矿相;细磨工艺PSTZT陶瓷表面平整、晶粒细小、致密性高,其介电与压电性能、热释电性能等全面优于粗磨工艺陶瓷。     

钛酸锶钡陶瓷的结构及介电规律研究

采用冷压陶瓷技术制备了(Ba1-xSrx)TiO3(x=0.15,0.20,0.25,0.30,0.35)陶瓷.研究了烧结温度的提高对陶瓷结构及介电规律的影响.研究表明:30℃烧结温度的提高使该系列陶瓷能在x=0.35后从四方相进入立方相.介电峰移动率为-3.2℃/%Sr.x=0.35样品的介电峰发生在室温附近,室温介电常数在8 000左右,室温介电损耗降至0.04以下,适合于高介电材料的应用.     

Sr_(1-x)(YK)_(0.25x)Ba_(0.5x)Bi_4Ti_4O_(15)陶瓷的制备及其介电性研究

为研究铋层状钙钛矿结构(Aurivillius相)铁电陶瓷居里温度(Tc)及介电性能,采用传统固相反应法在1 100℃烧结5 h制备了不同价态元素K~+、Ba~(2+)、Y~(3+)协同置换A位Sr元素的Sr_(1-x)(YK)_(0.25x)Ba_(0.5x)Bi_4Ti_4O_(15)陶瓷,利用X射线衍射仪表征不同置换量陶瓷的物相,结果表明制备的陶瓷均为Aurivillius相,无杂相产生。采用精密阻抗分析仪测量了陶瓷在不同频率下的介电温谱,结果表明,所有陶瓷样品均表现出铁电相变,随替换量增多,陶瓷的居里温度T_c由518.2℃降低到514.5℃,T_c处的介电常数极大值由2 350下降到2 000。研究结果表明,表征结构失稳性的容忍因子参数对Sr_(1-x)(YK)_(0.25x)Ba_(0.5x)Bi_4Ti_4O_(15)陶瓷铁电相变有重要影响。     

固相法制备CaCu_3Ti_4O_(12)及其结构与介电性能的研究

通过固相反应合成了ABO_3型钙钛矿结构CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)巨介电常数陶瓷材料.采用X射线衍射、扫描电镜和Agilent4294A精密阻抗分析仪对不同烧结温度下样品进行了物相、显微结构及其介电-频率特性的测试分析.结果表明:在温度高于950℃时,反应充分,可完全生成CCTO,1 120℃烧结温度保温6 h的CCTO介电陶瓷,致密性好、晶粒大小均匀、结晶良好,具有优良的综合介电性能.     

CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷的制备及低温介电弛豫研究

利用传统的固相反应法在不同条件下制备CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)介电陶瓷,通过粉末XRD测试对其结构进行表征,以获得纯相CCTO陶瓷的合成条件.XRD结果表明,1 100℃/12 h烧结条件下制备的CCTO陶瓷结晶性好且为纯相;介电测试表明,样品在低温下存在介电弛豫,分析表明低温介电弛豫来源于晶粒的本征效应.     

Ba_(0.98)Bi_(0.02)(Ti_(0.9)Zr_(0.1))_(1-x)Co_xO_3陶瓷的介电性能及弛豫特性研究

采用固相反应法通过施受主共掺的方式制备Ba0.98Bi0.02(Ti0.9Zr0.1)1-xCoxO3(x=0.005,0.01,0.015,0.02)陶瓷,通过XRD和LCR表征样品的相结构和介电性能。结果表明:在所掺杂溶度范围内,陶瓷样品未出现第二相;x=0.02时样品仅表现出弥散相变铁电体的特征,晶体中缺陷偶极子以[Bi·Ba-Co'Ti/Zr]为主,晶体中缺陷偶极子的存在形式与介电弛豫程度相关;样品结晶化学特性说明B位离子键价与其介电常数存在反比例关系。     

Ba1-xBix(Ti0.9Zr0.1)O3陶瓷的介电弛豫特征

采用固相反应法制备了Ba1-xBix(Ti0.9Zr0.1)O3(x=0.01,0.02,0.03,0.04)陶瓷,X射线衍射分析表明所有样品均是四方晶体结构,3%mol的Bi3+能够完全溶入钙钛矿晶格中.不同频率下Ba1-xBix(Ti0.9Zr0.1)O3陶瓷的介电温谱显示所有样品均表现出弥散相变的特征,在x≥0....