Ce掺杂0.9Bi_4Ti_3O_(12)-0.1K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3铋层状压电陶瓷结构与性能研究（英文）

采用传统固相法制备了CeO_2掺杂0.9Bi_4Ti_3O_(12)-0.1K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3(BTO-KNN)铋层状陶瓷材料。系统研究了CeO_2掺杂对BTO-KNN基陶瓷物相结构、微观结构以及电性能的影响。结果表明:所有陶瓷样品均为单一的铋层状结构:BTO-KNN基陶瓷的压电性能随着CeO_2的掺杂而显著提高,损耗明显降低。当CeO_2掺量为0.75%(质量分数)时,样品具有最佳的电性能:d_(33)=28 pC/N,介电损耗tanδ=0.29%,机械品质因数Q_m=2897,剩余极化强度P_r=11.83μC/cm~2,且居里温度T_c高达615℃;研究结果表明CeO_2掺杂0.9Bi_4Ti_3O_(12)-0.1K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3铋层状陶瓷是一种潜在的高温陶瓷材料。     

0.95(K0.5Na0.5)NbO3-0.05Li(Nb0.5Sb0.5)O3无铅压电陶瓷的显微结构分析与电学性能

采用传统固相反应合成法制备0.95(K0.5Na0.5)NbO3-0.05Li(Nb0.5Sb0.5)O3基无铅压电陶瓷,研究了烧结温度对0.95(K0.5Na0.5)NbO3-0.05Li(Nb0.5Sb0.5)O3陶瓷相结构、显微组织和压电介电性能的影响。结果表明,在960~1060℃的温度区间内,所得到的一系列烧结样品在室温下均为纯的钙钛矿型结构,未观察到第二相出现;随着烧结温度的升高,晶粒的平均尺寸显示出先增大后减小的趋势,在1020℃时晶粒的平均粒径达到最大值3.5μm。电学性能分析表明,烧结温度为1020℃时,该体系陶瓷压电介电性能达到最优值:d33=245pC/N,kp=0.42,tanδ=0.03,ε3T3/ε0=640,Ec=2.1kV/mm,Pr=20μC/cm2。     

MnO_2掺杂对KNN基陶瓷性能的影响

采用固态烧结法对K_(0.47)Na_(0.53)Nb O_3(KNN)进行x Mn O_2(x=0,1,1.5和3 mol%)掺杂改性研究,探讨了Mn O_2掺杂对KNN的物相组成、微观形貌及介电常数、介电损耗等性能的影响。结果表明:通过固态烧结法成功制备了掺x Mn O_2的K_(0.47)Na_(0.53)Nb O_3压电陶瓷材料,Mn O_2的掺杂均得到了纯的钙钛矿相,并且随着Mn O_2掺杂量的增加,KNN的晶粒尺寸趋于均匀,气孔减少,致密度提高;适量Mn O_2的掺杂使(K0.47Na0.53)Nb O_3陶瓷材料的压电常数增大,介电损耗减小。     

Ta掺杂对无铅0.96[Bi_(0.5)(Na_(0.84)K_(0.16))_(0.5)TiO_3]-0.04SrTiO_3陶瓷微观结构和电性能的影响

采用传统的陶瓷制备方法,制备了一种钙钛矿型无铅压电陶瓷0.96[Bi_(0.5)(Na_(0.84)K_(0.16))_(0.5)(Ti_(1-x)Ta_x)O_3]-0.04SrTiO_3(简写为BNKT-ST-Tax)。研究了Ta对该体系陶瓷微观结构和压电介电性能的影响。结果表明:陶瓷材料均能形成纯钙钛矿固溶体,微量Ta不影响该体系陶瓷的晶体结构,但促进晶粒生长。随着Ta含量的增加,压电常数先增加后降低。在x=1.5%时,d_(33)=144pC/N,k_p=0.31为该体系陶瓷压电性能的最优值。当x=2.5%时电滞回线变得纤细,陶瓷向弛豫铁电体转变。随着Ta含量的增加,所得陶瓷的ε_r逐渐增大;tanδ先减小后增加,Td随Ta含量的增加向低温方向移动。     

Co_2O_3掺杂对铌酸钾钠无铅压电陶瓷性能的影响

采用固相反应法制备了K_0.5Na_0.5NbO_3+xCo_2O_3(0≤x≤1%)无铅压电陶瓷,使用XRD、SEM、 Agilent 4294A精密阻抗分析仪等对该体系的相组成、显微结构、压电及介电等性能进行表征.结果表明:Co_2O_3的掺入并没有改变K_0.5Na_0.5NbO_3的晶体结构,该陶瓷材料仍然为正交相钙钛矿结构;Co_2O_3的掺入使材料的晶粒尺寸明显增大,但当x=1%时,晶粒尺寸减小,说明过多的Co_2O_3有抑制晶粒长大的作用;Co_2O_3的掺入使200 ℃附近的正交→四方铁电相变温度TO-T向低温方向移动,居里温度TC向高温方向移动,同时材料的压电常数d_(33)、机电耦合系数k_p均随之先增大后减小,机械品质因数Qm整体增大,1 kHz频率下的介电常数ε_r和介电损耗tanδ降低,密度显著增大.当x=0.5%时,陶瓷性能最佳:d_(33)=103 pC/N,k_p=0.362, tanδ=1.8%,ε_r=234,Qm=182,ρ=4.29 g/cm~3.     

(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.     

溶胶-凝胶法制备Na_(0.5)Bi_(2.5)Nb_2O_9纳米晶及其表征（英文）

通过一种新型的溶胶-凝胶法制备了纳米尺寸的Na_(0.5)Bi_(2.5)Nb_2O_9(NBN)粉体,该方法中应用配位化学路线将Nb2O5经过K3NbO4中间体过程转变为可溶性铌作为铌源。X射线衍射分析表明溶胶-凝胶法合成了纯相的铋层结构Na_(0.5)Bi_(2.5)Nb_2O_9(NBN),属于A2_am空间群,精修的晶胞参数为a=0·5478 nm,b=0.5472 nm和c=2.5185 nm。透射电镜分析表明合成的纳米产物呈片状形貌,平均粒径为50nm左右。电子衍射和高分辨透射电镜均证实产物结晶性良好,形成了单晶结构。NBN本征的层状结构有利于晶体沿二维方向进行生长,并最终形成纳米片。     

Li_2ZnTi_3O_8纳米粉体的溶胶凝胶法制备与介电性能研究（英文）

采用表面活性剂辅助溶胶-凝胶法合成了Li_2ZnTi_3O_8纳米粉体,并以该粉体为原料制备了Li_2ZnTi_3O_8陶瓷。利用X射线衍射和透射电镜分析了粉体的相组成、颗粒形貌和尺寸分布。利用X射线衍射和扫描电镜表征了陶瓷的相组成和微观结构。同时研究了纳米效应对于陶瓷烧结性能和介电性能的影响。结果表明:溶胶-凝胶法可获得尺寸为40~70nm、尺寸分布窄、分散性好的单相Li2ZnTi3O8纳米粉体。溶胶-凝胶法制备的纳米粉体具有更低的烧结温度,在950℃的低温下就可以烧结得到致密的陶瓷,且该陶瓷具有较好的介电性能:er=25.12,Q×f=47,069GHz。利用溶胶-凝胶法制备的Li2ZnTi3O8可应用于低温共烧技术。     

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。     

B_2O_3添加对(Zn_(0.5)Mg_(0.5))Nb_2O_6陶瓷微波介电性能的影响

研究了B_2O_3助烧剂对(Zn_0.5Mg_0.5)Nb_2O_6陶瓷的烧结温度、微观结构、相结构及微波介电性能的影响.结果表明,助烧剂B_2O_3的添加有助于降低(Zn_0.5Mg_0.5)Nb_2O_6陶瓷的烧结温度,可以将(Zn_0.5Mg_0.5)Nb_2O_6陶瓷的烧结温度降低到950 ℃.其中掺杂2%B_2O_3(质量分数,下同)的(Zn_0.5Mg_0.5)Nb_2O_6陶瓷,在950 ℃烧结可获得结构致密的烧结体,并且具有较佳的介电性能:ε_r = 20.7,Q×f= 60156 GHz.     

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.     

CaO-P_2O_5-SrO-MgO-Na_2O玻璃陶瓷的析晶控制和微观结构的研究

采用溶胶凝胶法,以羟基磷灰石前躯体为成核剂,制备CaO-P_2O_5-SrO-MgO-Na_2O体系玻璃陶瓷,并控制其析晶相的种类、含量以及晶粒大小.结果表明:在溶胶凝胶法制备CaO-P_2O_5-SrO-MgO-Na_2O玻璃陶瓷的过程中,引入羟基磷灰石前躯体作为成核剂,可有效降低成核与析晶温度.700 ℃热处理后的试样由基质玻璃、主晶相Ca_4P_6O_(19) ,微量的β-Ca_2P_2O_7和(Ca,Mg)_3(PO_4)_2组成.析晶相镶嵌在残余玻璃基质中,且分布较均匀.烧结体内部有较多微孔,该结构有利于体内离子扩散,提高材料的生物活性.通过调整前驱体含量和热处理温度,可控制析晶相/基质玻璃比率,调控材料的微观结构,获得具有Ca_4P_6O_(19)镶嵌结构的玻璃陶瓷,从而调控材料的生物降解特性.     

(1-x)K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3-xLiBiO_3无铅压电陶瓷的结构与压电性能(英文)

采用传统固相反应制备了(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3–xLiBiO3[(1–x)KNN–xLB](x=0,0.0005,0.001,0.002,0.004,0.006,0.008,0.010)压电陶瓷,并分析研究了其微结构及电性能。结果表明,LB 掺杂的 KNN 陶瓷主要形成了钙钛矿结构,没有检测到第二相的存在,并且陶瓷的相结构出现直接由正交相过渡到立方相的"反常"转变;随着LB 掺杂量的增加,晶粒尺寸逐渐细化,陶瓷的压电常数d33、平面机电耦合系数kp先略有增加后显著下降,且分别在x=0.002和 x=0.001时达到最大值,分别为115pC/N和0.2701;陶瓷的介电常数εr随x增大先增加后略有降低,当 x=0.006时获得最大值,为871.8。     

(1-x)K0.5Na0.5NbO3-xLiBiO3无铅压电陶瓷的结构与压电性能（英文）

采用传统固相反应制备了(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3–xLiBiO3[(1–x)KNN–xLB](x=0,0.0005,0.001,0.002,0.004,0.006,0.008,0.010)压电陶瓷,并分析研究了其微结构及电性能。结果表明,LB 掺杂的 KNN 陶瓷主要形成了钙钛矿结构,没有检测到第二相的存在,并且陶瓷的相结构出现直接由正交相过渡到立方相的"反常"转变;随着LB 掺杂量的增加,晶粒尺寸逐渐细化,陶瓷的压电常数d33、平面机电耦合系数kp先略有增加后显著下降,且分别在x=0.002和 x=0.001时达到最大值,分别为115pC/N和0.2701;陶瓷的介电常数εr随x增大先增加后略有降低,当 x=0.006时获得最大值,为871.8。     

铈掺杂对钙铋钛铁电陶瓷取向及性能的影响

用固相烧结工艺,制备了不同Ce掺量CaBi_(4-x)CexTi_4O_(15)的陶瓷样品.用X射线衍射对其显微结构进行了分析,并测试了样品的介电、铁电性能,研究了烧结温度对样品晶粒取向和铁电性能的影响.结果发现Ce掺杂未改变CaBi_(4-x)CexTi_4O_(15)的晶体结构,1150 ℃烧结所得样品中a轴取向晶粒较多,有利于样品的铁电性能;x=0.2为最佳掺量,样品剩余极化强度最大,2P_r=18.4 mC/cm~2 ,对应的矫顽场强度2E_c=99 kV/cm,相对介电常数ε_r=165,介电损耗tanδ=2×10~(-3).     

Nb/Co比对钛酸钡锶电容器陶瓷性能的影响

研究了Nb2O5/Co2O3摩尔比(简称Nb/Co比,下同)对(Ba,Sr)TiO3(Barium Strontium Titanate,BST)铁电电容器陶瓷介电性能的影响,得到不同Nb/Co比与BST陶瓷性能的关系.借助扫描电镜(SEM)研究Nb/Co比对BST陶瓷微观结构的影响,采用X射线衍射(XRD)分析了BST陶瓷物相组成,探讨了Nb/Co比对BST陶瓷性能影响的机理.结果表明:当Nb/Co比为1.1,可得到满足X7R特性、介电常数为2449、耐压为5 MV/m以上综合性能好的BST陶瓷.Nb/Co比增大对BST陶瓷性能的影响是通过阻止晶粒生长、致密化、(适当增加Nb/Co比能细晶化、过量增加Nb/Co比导致少量晶粒异常长大、)宽化介电常数温度曲线、改善介电常数温度特性、减少介电常数、形成杂相、形成"晶核-晶壳"结构等进行.通过研究获得高介高压高稳定电容器陶瓷.     

高温电容器用BNT-NN纳米瓷料合成与介电性能研究

高能球磨法是一类简单有效制备陶瓷纳米颗粒的粉体技术,在多层陶瓷电容器制造领域可以实现高活性介电瓷料可控合成,有利于降低流延膜厚,提升电容密度。以Bi_(0.5)Na_(0.5)Ti O_3-Na Nb O_3(BNT-NN)二元体系为研究目标,在先期煅烧成相的基础上,采用高能球磨技术对BNT-NN煅烧粉体进行细化。研究表明,高能球磨法可以快速实现煅烧粉体尺度由微米级向纳米级转变,利用纳米瓷料致密化烧结获得的陶瓷晶粒尺寸相对于常规瓷料制备的陶瓷减小1/3,且电容温度稳定性在-60到300℃的宽广温区小于±15%,有望应用于高温多层陶瓷电容器。     

Nb/Co比对钛酸钡锶电容器陶瓷性能的影响

研究了Nb2O5/Co2O3摩尔比(简称Nb/Co比,下同)对(Ba,Sr)TiO3(Barium Strontium Titanate,BST)铁电电容器陶瓷介电性能的影响,得到不同Nb/Co比与BST陶瓷性能的关系.借助扫描电镜(SEM)研究Nb/Co比对BST陶瓷微观结构的影响,采用X射线衍射(XRD)分析了BST陶瓷物相组成,探讨了Nb/Co比对BST陶瓷性能影响的机理.结果表明当Nb/Co比为1.1,可得到满足X7R特性、介电常数为2449、耐压为5 MV/m以上综合性能好的BST陶瓷.Nb/Co比增大对BST陶瓷性能的影响是通过阻止晶粒生长、致密化、(适当增加Nb/Co比能细晶化、过量增加Nb/Co比导致少量晶粒异常长大、)宽化介电常数温度曲线、改善介电常数温度特性、减少介电常数、形成杂相、形成"晶核-晶壳"结构等进行.通过研究获得高介高压高稳定电容器陶瓷.     

烧结工艺对0.95(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_3-0.05Ba(Zr_(0.05)Ti_(0.95))O_3无铅陶瓷组织和电性能的影响

采用两步烧结法制备了0.95(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_3-0.05Ba(Zr_(0.05)Ti_(0.95))O_3无铅压电陶瓷,并研究了烧结工艺对陶瓷微观结构和电学性能的影响。结果表明,0.95KNN-0.05BZT可以在较宽的温度区间内使用两步烧结法制备,并且提高第一步烧结的温度以及延长第二步的保温时间可以改善0.95KNN-0.05BZT陶瓷的密度、压电性能和介电性能的作用。最佳工艺参数为1 190℃/10 min/1 050℃/15 h,其性能如下d_(33)=136.7 pC/N、k_p=50%、εr=1698和tanδ=0.023。     

BCZT掺杂对KNLNTS无铅压电陶瓷的影响

采用固相反应法制备了(1-x)(K0.49Na0.51)0.98Li0.02(Nb0.77Ta0.18Sb0.05)O3-x(Ba0.85Ca0.15)(Ti0.9Zr0.1)O3[(1-x)KNLNTS-xBCZT,x=0～0.02]无铅压电陶瓷,系统研究了BCZT掺杂量对陶瓷电性能的影响。结果表明:BCZT的适量掺入有效地降低了陶瓷的介电损耗,使晶粒细化,增加了陶瓷致密度。随着BCZT掺杂量x的增加,陶瓷的晶体结构由正交相向四方相转变,在x=0.008～0.01区间出现正交相与四方相两相共存的区域。并在x=0.01时该组成陶瓷具有最佳的压电性能:压电常数d33=345pC/N,平面机电耦合系数kp=44.7%,机械品质因素Qm=63,介电损耗tanδ=0.026,以及较高的介电常数εT33/ε0=2248。