Sm掺杂对Ca_(0.4)Sr_(0.6)Bi_4Ti_4O_(15)铁电薄膜性能的影响

利用溶胶凝胶工艺在Pt/TiO_2 /SiO_2 /Si衬底上制备了Ca_0.4Sr_0.6Sm_xBi_4-xTi_4O_(15)铁电薄膜.研究了不同钐掺量对薄膜的显微结构、晶粒取向及铁电性能的影响.结果表明:钐掺杂对钙锶铋钛铁电薄膜既有抑制氧空位所导致的畴钉扎作用,也有抑制晶粒生长发育的作用.当钐掺量x=0.05时薄膜样品晶粒发育较良好,沿a轴择优取向,I_((200))/I_((119))=0.869;样品铁电性能优良,剩余极化强度P_r=10.2 μC/cm~2,矫顽场强度E_c=120 kV/cm.     

退火温度和匀胶速率对SrBi_(3.88)Nd_(0.12)Ti_4O_(15)薄膜铁电性能的影响

用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/ SiO_2/ Si基片上制备了SrBi_3.88 Nd_0.12 Ti_4O_(15)铁电薄膜材料,研究了退火温度和匀胶速率对铁电薄膜材料结构、铁电性能的影响.退火温度为750 ℃、匀胶速率为3000 r/min薄膜样品为纯的铋层状钙钛矿结构且没有其它杂相出现,a轴取向的晶粒较多,铁电性能较好,剩余极化强度和矫顽场分别为2P_r=26.7 μC/cm~2、2E_c=80 kV/cm.     

烧结温度对Sr_2Bi_4Ti_5O_(18)铁电陶瓷性能的影响

用固相合成方法制备了Sr_2Bi_4Ti_5O_(18)铁电陶瓷,研究了烧结温度对Sr_2Bi_4Ti_5O_(18)铁电陶瓷相结构、显微结构、铁电性能和介电性能的影响,分析了相关机理.结果表明,在1150C℃进行烧结,样品晶粒发育完全,晶粒α轴择优取向,铁电性能优良,剩余极化强度2P,达到15.3μC/cm2、矫顽场强2E_c为103kV/cm;在100kHz～1MHz频率范围内,介电常数为176～168,介电损耗为0.027～0.025,具有较好的频率稳定性.     

烧结温度对Ca0．6Sr0．4Bi4Ti4O15铁电陶瓷性能影响

利用溶胶凝胶法制备了钙锶铋钛（Ca0.6Sr0.4Bi4Ti4O15简称CSBT-0．6）铁电陶瓷，研究了烧结温度对CSBT-0．6铁电陶瓷相结构、显微结构以及铁电性能的影响，分析了相关机理。发现在1150℃进行烧结，样品晶粒发育较完全，晶粒a轴取向较大，铁电性能优良，剩余极化强度Pr=8．2μC／cm^2、矫顽场强Ec=57kV／cm、介电损耗tanδ=18×10^-4。     

烧结温度对Sr_2Bi_5FeTi_5O_(21)铁电陶瓷性能的影响

用溶胶-凝胶法制备出Sr_2Bi_5FeTi_5O_(21)(简称SBFTi)铁电陶瓷,研究了烧结温度对SBFTi铁电陶瓷的相结构、微观形貌、铁电性能和介电性能的影响。结果表明,在1090℃下烧结的铁电陶瓷样品是以SBTi晶相为主的钙钛矿结构,a轴择优取向度较高;晶粒发育完全,球形晶粒与片层状晶粒融合较好;铁电性能较好,其剩余极化强度2Pr达到了20.5μC/cm~2、矫顽场2Ec为128 kV/cm;在0.02 Hz~1 MHz频率范围内,其介电常数为147~164,介电损耗为0.012~0.030,具有较好的频率稳定性。     

Bi3.25La0.75Ti3O12籽晶层对Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15铁电薄膜的影响

用溶胶-凝胶法在Si(100)基片上沉积Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15/Bi3.25La0.75Ti3O12双层膜,薄膜置于空气气氛在退火炉中700℃退火处理。用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分别对薄膜的相结构、取向度和微观形貌进行表征,并测试了样品的电滞回线。结果表明:与纯的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15铁电薄膜相比,双层膜具有更高的a轴取向度,表面均匀致密无孔隙,多为球形晶粒,且晶粒尺寸约为80nm,并且具有较高的剩余极化强度Pr=13.34μC/cm2,对应的矫顽场强为68.32kV/cm;Bi3.25La0.75Ti3O12的引入对Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15铁电薄膜的形核生长和晶体学取向具有一定的促进作用,有利于样品的铁电性能。     

Ce_(1-x)Pr_xO_2固溶体的低温燃烧合成及表征

以Ce(NO_3)_3·6H_2O和Pr_6O_(11)为主要原料,C_6H_8O_7为燃烧剂,采用低温燃烧法合成了Ce_(1-x)Pr_xO_2(x=0～0.15)系列纳米晶红色颜料.用激光Raman光谱、XPS及色度测试等手段对样品的氧空位浓度、Pr、Ce离子在固溶体中的价态以及样品的红度和色饱和度进行分析.结果表明:随着Pr掺杂量的增加,固溶体的氧空位浓度一致增大;Ce_(1-x)Pr_xO_2固溶体中Ce的价态为+4价,Pr离子以+3价的形式存在;样品的红度、色饱和度随Pr含量的增加呈先增后减趋势,当x=0.05时有最佳的呈色性能.     

NASICON型电解质材料Li_(1+x)Er_xZr_(2-x)(PO_4)_3(0.1≤x≤0.2)的制备与性能

以Li_2CO_3、ZrO_2、Er_2O_3、(NH_4)_2HPO_4为初始原料,采用传统的固相法合成了Li Zr_2(PO_4)_3基NASICON型固态电解质材料Li_(1+x)Er_xZr_(2-x)(PO_4)_3(x=0~0.2)。通过无压烧结和放电等离子烧结法(SPS)烧结得到致密的电解质片,采用无压烧结过程中在样品中加入少许的PVA使得样品烧结致密。利用XRD、SEM、EIS分别测得样品的结构、形貌以及电性能。结果表明:通过SPS烧结的样品致密度可以达到92.6%。使用SPS烧结后的样品Li1.15Er0.15Zr1.85(PO_4)_3在常温下的晶粒和总电导率分别为2.2×10~(-4)和8.8×10~(-6) S·cm~(-1)。样品的激活能为0.36 e V。     

退火工艺对CaBi4.3Ti4O15铁电薄膜性能影响

利用溶胶凝胶法制备了CaBi4.3Ti4O15 铁电薄膜材料,研究表明,退火工艺对CaBi4.3Ti4O15,铁电薄膜的结构、微观形貌、晶粒取向以及铁电性能影响较大,随着退火温度的提高,晶粒的取向为a轴择优取向,有利于样品的铁电性;气氛对薄膜的电学性能影响也较大,氧气气氛可以很好的抑制氧空位的产生,提高样品的铁电性.在氧气气氛下退火所得到样品的剩余极化强度(2P)和矫顽场(2Ec)分别为21.4μC/cm2和27.7kV/mm,介电常数在250±4%范围内,介电损耗在0.005～0.01之间,测试频率为1～1MHz,显示出较好的频率稳定性.     

退火对Ba_4Sm_2Fe_2Nb_8O_(30)铁电体结构和性能的影响

采用高温烧结制备钨青铜型Ba_4Sm_2Fe_2Nb_8O_(30)铁电体,研究了氧气下退火热处理对其晶体结构、介电性能和铁电性能的影响。研究表明,退火处理后,Ba_4Sm_2Fe_2Nb_8O_(30)铁电体仍为钨青铜单相,但是晶胞体积略有增大;介电常数明显降低,而介电损耗略有升高。退火前后Ba_4Sm_2Fe_2Nb_8O_(30)铁电体均观测到典型的电滞回线:退火前其矫顽电场E_c=8.35 k V/cm,剩余极化强度P_r=0.62 C/cm~2;而退火后铁电性能改善为E_c=7.2 k V/cm,P_r=1.57 C/cm~2。     

添加玻璃料对BaSm_2Ti_4O_(12)微波介质陶瓷烧结行为和介电性能的影响

利用固相法制备BaSm_2Ti_4O_(12)(BST)微波介质陶瓷.研究了复合添加Li_2CO_3-B_2O_3-SiO_2-CaO-Al_2O_3(LBSCA)和BaO-B_2O_3-SiO_2(BBS) 玻璃料对BaSm_2Ti_4O_(12)微波介质陶瓷的烧结性能、介电性能、相组成和微观结构的影响.研究表明:复合掺杂10% LBSCA和2%～5% BBS可使烧结温度降至900 ℃.XRD分析表明复合掺杂两种玻璃料的BST陶瓷主晶相为BaSm_2Ti_4O_(12)相,玻璃料以玻璃相的形式存在陶瓷晶粒间.复合掺杂10% LBSCA+3%BBS玻璃料的BST陶瓷可在900 ℃、保温2 h条件下烧结致密,微波介电性能为:ε_r =55.63,Q_f = 4266 GHz,τ_f= -13.5×10~(-6)℃~(-1),这种陶瓷材料有望与纯Ag电极共烧,制作各种多层微波频率元器件.     

低温烧结Bi_6Ti_5TeO_(22)和Bi_2Ti_3TeO_(12)陶瓷及其微波介电性能

采用固相烧结法,研究了不同温度和配方Bi_2O_3-TiO_2-TeO_2体系陶瓷的低温烧结情况,研究了产物物相、微观结构和微波介电性能.研究表明,配方A(Bi_2O_3:TiO_2:TeO_2=1:3:1)在800 ℃以上煅烧可制备出较纯净的Bi_6Ti_5TeO_(22),配方B (Bi_2O_3:TiO_2:TeO_2=1.025:3:1)在700℃以上煅烧可制备纯净的Bi_2Ti_3TeO_(12)粉末.所得Bi_6Ti_5TeO_(22)和Bi_2Ti_3TeO_(12)粉末都能在750～900 ℃度实现低温烧结.配方B在750℃烧结的介电性能较好,ε_r=32.5,介电损失为0.20%(100 MHz).     

(0.96Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3~-0.04BaTiO_3)-(0.98K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3~-0.02LiTaO_3)无铅压电陶瓷的结构分析与性能研究

研究了(1-x)(0.96Bi_0.5Na_0.5TiO_3-0.04BaTiO_3)-x(0.98K_0.5Na_0.5NbO_3-0.02LiTaO_3)(BNTBT-KNNLT)体系在0≤x≤0.07这一组分区域的结构和性能.X射线衍射谱发现,这一系列组分在室温下形成纯钙钛矿型固溶体,没有其他杂相产生.(111)峰的峰位和峰形随组分的变化有规律的变化.随着KNNLT组分的加入,压电及介电等性能有比较明显的改变.压电性能随KNNLT的加入出现最大值.当x=0.02时,压电常数d_(33)=125 pC/N.介电常数在室温下随组分的增加而增加.电滞回线的结果显示,尽管在BNTBT中掺杂了KNNLT,这一系列的压电陶瓷仍然具有较大的矫顽场.当x=0.02时,室温下介电常数和剩余极化强度分别为:ε_r=1455,P_r=32.3 μC/cm~2.实验结果表明适量的KNNLT掺杂进BNTBT中可以改善BNTBT的压电和介电性能.     

紫外光辐照Bi_(4-x)Nd_xTi_3O_(12)薄膜制备工艺

以Pt(111)/Ti/SiO_2/Si为基片,采用溶胶凝胶法,通过紫外光辐照钕掺杂钛酸铋(Bi_(4-x)Nd_xTi_3O_(12), x=0.25, 0.75)胶体,分别采用电泳沉积和甩胶沉积制备薄膜,并对比了制备的薄膜质量.通过差热-热重分析(DSC-TG)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)等技术手段对Sol-Gel法制备的BNT薄膜进行了表征.研究结果表明,经紫外光辐照和电泳沉积制备的Bi_(4-x)Nd_xTi_3O_(12) (x=0.25, 0.75) 薄膜于300 ℃煅烧有机物,500 ℃随炉热处理,可得到均匀致密且(117)择优取向的钙钛矿相BNT薄膜.     

THE MORPHOLOGY OF INCLUSIONS IN PURE IRON CONTAINING RARE EARTH METALS

本文是研究含氧纯铁中加入La,Ce,Pr,Nd与混合稀土金属后生成的夹杂物.通过金相法、岩相法、x射线衍射法以及电解分离与化学分析方法,研究了各种稀土夹杂物的光学性质与化学性质,以及它们的晶体结构.实验结果肯定了含氧纯铁中加入稀土金属后生成的夹杂物类型有:CeO_2,Ce_2O_3,La_2O_3,Ce_2O_2S,La_2O_2S,CeS,LaFeO_3,FeO·La_2O_3…等,并讨论了它们的生成过程.     

THERMODYNAMICS OF Fe-Nb-Ce LIQUID SOLUTIONS CONTAINING TRACE O,S AND C

The solid oxide electrolyte galvanic cell represented by Mo/Cr,Cr_2O_3//ZrO_2(MgO)//[O],Ce_2O_2S/Mo+ZrO_2 ceramic-metal,Mo have been used to study the thermodynamic proper-ties of Fe-Nb-Ce solution containing trace carbon at 1600℃.The equilibrium constant forthe reaction Ce_2O_2S=2[Ce]+2[O]+[S] and the standard free energy of formation of Ce_2O_2Shave been determined in liquid iron at 1600℃ as K=4.395×10~(-15).ΔG_(Ce_2)O_2S=-514.786kJ·mol~(-1).The interaction coefficients between cerium and niobium are found to hee_(Nd)~(Ce)=-2.306,e_(Nd)~(Ce)=-3.481.The equilibrium products began to contain the compound NbC with the increase of Nhconcentration in the condition of trace carbon.The formation of NbC is discussed in thiswork.The standard free energy of formation of NbC in liquid iron at 1600℃ have been de-termined as ΔG_(NbC)=-87.111 kJ·mol~(-1).     

Al_2O_3/(Ag_(72)Cu_(28))_(97)Ti_3/Ti-6Al-4V界面结构及性能研究

在 1.8 ks,10 73 K～ 1173 K条件下对 Al2 O3/ ( Ag72 Cu2 8) 97Ti3/ Ti- 6Al- 4 V进行了钎焊试验。通过扫描电镜、波谱、能谱、X射线衍射对界面结构进行了分析。小于 112 3 K的界面结构为 Al2 O3/ Cu2 Ti4 O/ Cu4 Ti3/ Ag- Cu共晶 +富 Ag相 + Ti固溶体 ;1173 K的界面结构为 Al2 O3/ Cu3Ti O5+ Cu Al2 O4 / Cu4 Ti3/富 Ag相。采用拉剪试验测试了接头剪切强度。在 1.8ks,112 3 K时剪切强度最高达到 189MPa,大于或小于 112 3 K接头强度呈下降趋势。     

Y_(0.08)Sr_(0.92)TiO_(3+δ)/Gd_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9)双相混合导体合成及在氧传感器中应用

以SrCO_3、TiO_2、Y_2O_3、CeO_2及Gd_2O_3为原料,用传统固相烧结法在不同温度下制备了一系列比例(体积比)的Y_0.08Sr_0.92TiO_(3+δ)/Gd_0.2Ce_0.8O_1.9(CGO)双相复合混合导体材料.用Archimedes法、SEM 、XRD、 EIS等手段对材料的致密度、微观结构、化学相容性及导电性能进行了研究.结果表明,1600 ℃烧结的40% (体积分数, 下同)YST/60% CGO的试样相对体密度达到了99%,未发生相转变,化学相容性较好且电导率较高.以40%YST/60%CGO的粉体作为混合导体制备极限电流传感器,进行O_2敏感性能测试.结果表明:传感器在氧浓度低于0.1%,温度范围在600～700℃内,极限电流随氧浓度增大而增大,二者具有较好的线性关系.实验证明YST/CGO混合导体材料可以作为限流型氧传感器的扩散阻使用.     

Dielectric Properties of Eu-Doped CaCu_3Ti_4O_(12) with Different Compensation Mechanisms

To get a better understanding of the influence of rare-earth element doping,CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO) samples with a partial substitution of Ca with Eu with different compensation mechanisms were designed and prepared by solid-state reaction.All the ceramics were single phase,while the dielectric constants and thermally activated energy values for dielectric relaxation in Eu-doped ceramics were both lower than those of CCTO.Ca_(0.875)Eu_(0.1)Cu_3Ti_4O_(12)(CECT1)exhibited a slight decrease in both the permittivity and electric resistance of grain boundaries compared with CCTO,while Ca_(0.85)Eu_(0.1)Cu_3Ti_4O_(12)(CECT2) underwent a sharp decrease in permittivity associated with an abnormally large resistance.The different dielectric behavior indicates that the dielectric properties of CCTO are sensitive to the valence states of cations and defects.The variation of permittivity is related to the localization of carriers,which,according to the XPS results,should be caused by the presence of oxygen vacancies.The formation of defect complexes between cations and oxygen vacancies leads to the increase in resistance and prevents the hopping between Cu~+ and Cu~(2+),which is an important source of the polarization in grain boundaries.