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.     

高取向钛酸铋陶瓷铁电和介电性能研究

采用改进的固相烧结法，制备出具有高c轴取向的Bi4Ti3O12铁电陶瓷样品，从对样品的铁电、介电测量中可以看出，样品的取向性对样品的铁电性能（剩余极化、矫顽场）、漏电流、介电性能等都产生了影响。     

Sr2Bi4-xLaxTi5O18铁电陶瓷性能的研究

采用固相烧结工艺制备了Sr2Bi4-xLaxTi5O18(x=0.00,0.10,0.25,0.50,0.75,1.00)陶瓷样品。用X射线衍射仪对其微结构进行了分析，并测量了其铁电、介电性能、。结果表明，随着La含量的增加，样品的剩余极化Pr和矫顽场Ec逐渐减小，这是由于La掺杂使得样品晶格畸变变小，从而导致剩余极化的降低。相变温度Tc随着La含量的增加而降低，这也与样品晶格畸变有关。     

新铌酸盐A5LaSn3Nb7O30(A=Ba,Sr)的结构与介电特性

通过固相反应法,在AO-La2O3-SnO2-Nb2O5(A=Ba,Sr)体系合成了填满型钨青铜结构新铌酸盐Ba5LaSn3Nb7O30与Sr5LaSn3Nb7O30。采用X射线衍射分析和扫描电镜进行了结构分析,并测试了其介电性能。结果表明:Ba5LaSn3Nb7O30与Sr5LaSn3Nb7O30室温时均为四方钨青铜结构顺电相,其陶瓷体都具有高的介电常数、低的介电损耗与较小的介电常数温度系数。频率为1 MHz时,Ba5LaSn3Nb7O30陶瓷体的室温相对介电常数为171,介电损耗约为1.2×10-3;Sr5LaSn3Nb7O30陶瓷体的室温相对介电常数为164,介电损耗约为5.4×10-4。     

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。     

(1-x)SrZnP_2O_7-xSr_2P_2O_7(0.2≤x≤0.8)陶瓷微波介电性能研究!

采用固相反应法制备了复相体系(1-x)SrZnP2O7-xSr2P2O7陶瓷,研究了该体系的相组成、晶体结构对微波介电性能的影响。研究结果表明,在比例系数x从0.2到0.8的范围内所获得的材料只含有SrZnP2O7和Sr2P2O7两种晶体相,并且当烧结温度合适时所有复相比例的材料均可获得较高的烧结密度。烧结温度的升高会使材料的相对密度和介电常数均有所上升;而随着x值的增大,体系中的Sr2P2O7相含量也逐渐升高,在同样的烧结温度下则伴随着品质因子Q×f值的下降和频率温度系数τf值的上升。在复合比x=0.6时,上述材料具有较优良的微波介电性能:ε=7.44,Q×f=10200GHz,τf=-28.6×10-6/℃。上述结果表明,复合Sr2P2O7相可以有效地使SrZnP2O7材料的负的频率温度系数τf值得到补偿。     

水热法制备SrBi2Ta2O9陶瓷及其介电性能研究

采用水热法合成SrBi2Ta2O9(SBT)纳米粉体,成型后采用常规烧结法制备SBT陶瓷.利用XRD和SEM研究陶瓷的物相和微观形貌;利用介电温谱研究陶瓷的介电性能.结果表明:采用水热法能够制备出颗粒细小均匀、结构致密且物相纯净的SBT陶瓷;其居里温度为375℃,对应的介电常数为114.54.     

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.     

Sr/Zr掺杂以及抛光对BaTiO_3陶瓷结构和介电性能的影响

采用冷压陶瓷技术制备了(Ba0.75Sr0.25)TiO3、Ba(Ti0.8Zr0.2)O3、(Ba0.75Sr0.25)(Ti0.8Zr0.2)O3陶瓷.XRD结果表明,Sr和Zr在BaTiO3的Ba位、Ti位、及Ba/Ti双位并入均具有高固溶性,且为没有超结构特征的单相钙钛矿结构.Sr/Zr的双位并入加快介电峰向低温的移动.Sr掺杂对Ba(Ti0.8Zr0.2)O3介电峰移动率的贡献为-1.5℃/mol%Sr.抛光技术对介电温谱的影响研究表明,尽管水抛光导致(Ba0.75Sr0.25)(Ti0.8Zr0.2)O3陶瓷颜色变暗,但晶体结构不变、介电峰值降低.     

(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/℃。     

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....     

BaxSr1-xTiO3微弧氧化铁电薄膜微观结构及电学性能

用分析纯Ba(OH)2·8H2O和Sr(OH)2·8H2O配制电解液,采用微弧氧化法在工业纯钛板(99.5%)表面原位生成BaxSr(1-x)TiO3铁电薄膜。研究了Ba2+/Sr2+对薄膜晶体结构、物相组成、表面形貌及表面粗糙度的影响,并对薄膜的介电、铁电性能进行了表征。结果表明,Ba2+/Sr2+对薄膜晶体结构无影响,但随Ba2+含量增加,BaxSr(1-x)TiO3薄膜中x值与理论值偏离越大;随电解液浓度及Ba2+/Sr2+增加,薄膜表面变得疏松,散布的颗粒尺寸增大,表面粗糙度值增加。在Ba2+和Sr2+各为0.2 mol/L时所得薄膜表面平整度及致密性最好,表面粗糙度值最小,其在100 Hz条件下的介电常数为454.8,且具有饱和电滞回线,有较好的商业化应用前景。     

CBS掺杂CLST微波介质陶瓷低温烧结研究

研究了以Ca0.3(Li1/2Sm1/2)0.7Ti O3(CLST)为基料,CaO-B2O3-Si O2(CBS)复合氧化物为烧结助剂的微波介质陶瓷的低温烧结行为及微波介电特性。研究表明,添加5%~20%CBS复合氧化物的CLST陶瓷烧结后其晶相仍呈斜方钙钛矿结构。随着CBS添加量的增加,陶瓷体积密度、介电常数εr、无载品质因数与谐振频率乘积Qf值,谐振频率温度系数τf都呈先增加后降低的趋势。添加10%CBS的CLST陶瓷可在1 000℃保温5 h烧结,此时,陶瓷具有良好的微波介电性能:εr=80.21,Qf=2 128 GHz,τf=35.88×10-6/℃。     

铌钴共掺杂钛酸钡陶瓷的介电温度稳定性的研究

采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(RS)、原子力显微镜(AFM)以及介电温谱(DTC)研究BaTiO3-xNb2O5-0.005Co2O3(x=0.02,0.04,0.08)系统中Nb含量变化对陶瓷的结构及介电温度稳定性的影响.结果表明:增加Nb含量将增强介电陶瓷的温度稳定性,但介电常数降低.Nb含量在4%以上时NC陶瓷满足X7R介电指标.     

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.     

锂盐助烧0.68Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.32PbTiO3陶瓷的介电性能

采用铌铁矿预产物合成法制备了锂盐（Li2CO3,LiNO3,LiF）助烧0.68 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.32 PbTiO3 [PMN-PT] 弛豫铁电陶瓷。采用XRD分析陶瓷相组成,并对其介电性能进行了测试,结果表明：所有陶瓷样品均为纯钙钛矿相,无任何其它杂相出现;添加Li2CO3和LiNO3使PMN-PT陶瓷的介电损耗降低,而介电常数峰宽、介电弛豫特性以及居里点等变化不明显;但添加LiF使PMN-PT陶瓷的介电损耗增大,介电常数峰变宽,介电弛豫更明显,以及居里点下降。极化后锂盐助烧PMN-PT陶瓷的介电常数和损耗峰均表现为双峰,第一个峰为三方铁电相-四方铁电相的相变峰,约80 ℃左右;第二个峰为四方铁电相-顺电相的相变峰,对添加LiF的试样约为130 ℃,其余试样约为150 ℃。这主要是由于添加Li2CO3和LiNO3试样只发生Li＋在PMNT的B位置换产生氧空位,而添加LiF试样可以通过F－取代反应产生铅空位来补偿Li＋取代产生的氧空位。     

La掺杂BaTi_2O_5薄膜的制备及性能

采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上成功制备了不同摩尔分数La掺杂BaTi2O5薄膜。研究了不同La掺量的BaTi2O5(Ba1-xLaxTi2O5)薄膜的物相组成、介电性能和铁电性能。XRD分析结果表明,采用溶胶-凝胶法经过850℃退火制备的Ba1-xLaxTi2O5(0≤x≤0.01)薄膜样品结晶较好,无杂相出现。La掺杂提高了薄膜的介电性能和铁电性能,当掺杂量0.004≤x≤0.008,测试频率为1MHz时,薄膜的介电常数约为630;当x=0.004时,掺La的BaTi2O5薄膜的剩余极化值最大,2Pr=2.1μC/cm2。     

相含量与晶粒半导化对CaCu3Ti4O12介电性能的影响

在25～355 K温区范围内测定了陶瓷样品的介电性能;用XRD测量了其结构;分别考察了介电常数与晶相含量、测试频率间的关系.结果表明:样品的晶相含量对其介电性能的影响不是惟一的,当相对晶相含量较低时,晶相含量与CaCu3Ti4O12相对介电常数成正比;当相对晶相含量较高时,晶粒半导化程度对CaCu3Ti4O12的介电性能有明显的影响,半导化程度越高,其宏观介电常数也越大.     

钴钇掺杂（Ba,Sr）TiO_3基介电陶瓷的制备与性能研究

采用二次固相反应法制备Ba0.7Sr0.3TiO3介电陶瓷,研究了掺杂钴、钇离子对钛酸锶钡介电性能的影响。结果表明,陶瓷样品Y3＋、Co3＋的最佳掺杂浓度分别为0.04mol%和0.05mol%,最佳烧结温度为1340℃,样品的相对介电常数为4200,介电损耗（tanδ）为0.005。样品的结构为四方晶系,P4mm空间群。获得了高介电常数、低损耗的Ba0.7Sr0.3TiO3介电陶瓷。     

液相烧结对Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷介电性能的影响

采用固相反应法制备了添加1wt%CuO-BaO混合物的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3铁电陶瓷,借助XRD、SEM、Agilent4284测试仪,讨论了加入CuO-BaO混合物对Ba(Ti0.91Zr0.09)O3铁电陶瓷的烧结温度、相结构、显微组织及介电性能的影响.结果表明:添加1wt%CuO-BaO混合物,能有效降低Ba(Ti0.91Zr0.09)O3的烧结温度,室温介电常数高,介电损耗小.在1MHZ下εTl=3 150,tgδ=0.06,并且伴有介电弛豫现象.