CuxAlO2(0.92≤x≤1.0)陶瓷电输运性能

使用高温固相烧结法制备不同化学剂量比的CuAlO2陶瓷,研究CuxAlO2(0.92≤x≤1.0)中Cu、Al摩尔比的相对变化对其结构和导电性能的影响.结果表明:CuxAlO2(0.92≤x≤1.0)陶瓷片的结构和密度随着x值的增大,样品的结晶性逐渐变好,密度也逐渐增大,在x为0.98时,得到密度最大(5.02 g/cm3)且结晶良好的纯相CuAlO2;样品的光学带隙均约为3.44 eV;随着x值的增加,室温电导率先增大然后减小,在x为0.98时得到最大电导率为8.03×10-3 S/cm;电导率随温度的升高而显著增大,且曲线在100～300 K之间很好地符合Arrhenius关系,x为0.98时激活能最低,仅为0.085 eV;在所研究的成分范围内,CuAlO2陶瓷的导电能力主要取决于陶瓷片的致密度.     

掺杂对Na0.5Bi0.5TiO3基无铅压电陶瓷弛豫性的影响

对(Na0.5Bi0.5)TiO3-BaTiO3(NBBT)二元系压电陶瓷在准同型相界附近进行不同量的La,Mn掺杂,通过XRD、电学性能测试等,研究了掺杂对陶瓷微观结构及介电性能的影响.结果表明,La,Mn掺杂后,相变的弥散程度增大,体系的弛豫性增强.铁电体的弛豫性与基体内极性微区的有序度及尺寸、数量密切相关,对NBBT这种A位复合体系而言,La离子的介入在一定程度上引起电荷不平衡,促使微区长大;但是由于La的分隔作用,A位与B位的耦合作用大大减弱,体系整体有序度降低,弛豫性增强.Mn离子的B位掺杂有助于建立新的(AA')(BB')O3复合体系,因此也影响体系的弛豫性.     

Pb(Zn1/3Nb2/3)0.2(Hf1-xTix)0.8O3陶瓷压电能量收集特性研究

采用铌铁矿前驱体两步法制备了Pb(Zn_1/3Nb_2/3)_0.2(Hf_1-xTi_x)_0.8O₃(PZNH_1-xT_x)钙钛矿压电陶瓷,研究了铪钛比对陶瓷相结构、电学性能和能量收集特性的影响。结果表明,当x=0.52时,陶瓷样品位于准同型相界,具有最优综合压电性能：居里温度T_C=287 ℃,品质因数FOM≈14 753×10^-15 m²/N,压电电荷常数d₃₃=492 pC/N。由该组成材料构建的悬臂梁型压电能量收集器输出功率密度高达4.16 μW/mm³,所转化的电能可成功点亮138盏并联的LED灯。结果表明,PZNHT陶瓷在压电能量收集领域具有良好的应用潜力。     

熔盐法合成钛酸铋钾陶瓷粉体

以K2CO3,Bi2O3和TiO2为反应物,KCl为熔盐,通过熔盐法在600℃成功合成纯钙钛矿结构K0.5Bi0.5TiO3(KBT)无铅陶瓷粉体。探寻了制备过程中影响粉体颗粒大小和形貌的工艺参数,并对影响机理进行了探讨。结果表明,与传统固相法相比,熔盐法合成温度显著降低且颗粒平均粒径明显减小。固相法合成的粉体平均粒径为115nm,KCl含量5%和20%的熔盐法合成粉体平均粒径为78nm和67nm。此外,实验发现随着熔盐量的增加,易合成各向异性的棒状粉体。     

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。     

NaNbO3的溶胶-凝胶制备与放电等离子烧结

铌酸钠陶瓷具有反铁电特征和复杂的相变序列,在介电储能与压电器件领域潜在重要应用。但是,传统陶瓷工艺难以制备均匀致密的铌酸钠陶瓷,影响其性能优化。本文将溶胶-凝胶粉体制备技术与放电等离子烧结技术相结合,构建铌酸钠细晶陶瓷。结果显示,采用水基溶胶-凝胶法,可合成高活性,平均粒径仅40 nm的纯钙钛矿相纳米粉体,以其为前驱体进一步进行放电等离子烧结可获得平均粒径1 ~ 2 μm的致密陶瓷。电学测试证明铌酸钠陶瓷中缺陷偶极子可以诱导反铁电—铁电相变,室温下材料介电常数具有优良的频率稳定性,且介电损耗仅为0.018(1 kHz)。本工作不仅获得在无铅铁电器件领域潜在应用价值的铌酸钠细晶陶瓷,而且相关技术路线设计为制备其它铌酸盐功能陶瓷提供新的工艺思路。     

退火处理对0.5PZN-0.5PZT陶瓷弛豫性的影响

采用常规陶瓷工艺制备了Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_(0.5)(Zr_(0.5)Ti_(0.5))_(0.5)O_3 (0.5PZN-0.5PZT)铁电陶瓷,并在氧气氛下进行退火.运用XRD、直流电导率和介电温度谱测试氧气氛退火前后陶瓷相结构与电性能的变化,并对弛豫性与微结构的关系进行探讨.结果表明,氧气氛退火可有效补偿体系中的氧空位,降低四方相含量,材料的弛豫性显著增强.     

不同铅气氛对PZMN陶瓷压电性能的影响

摘要：采用二次合成法制备了XPMN-(0．2-x)PZN-0．8PZT(x=0．05～0．20)四元系压电陶瓷(PZMN)，系统研究了铅气氛和非铅气氛条件对陶瓷显微组织，介电性能及压电性能的影响规律并探讨了铅气氛作用机制。实验表明在富铅气氛的作用下，PZMN体系具有较优的性能，尤其是x=0．10时，能获得综合优良的压电性能，相对介电常数ε^T33/εo=1000，介电损耗tanδ-0．0050，机电耦合系数Kp=0．52，品质因数Qm=2528，Tc=325℃，可以满足压电变压器等大功率器件应用方面的要求。     

衬底温度对ZnO薄膜氧缺陷的影响

采用射频磁控溅射在石英玻璃和单晶硅Si(100)衬底上制备了ZnO薄膜，研究了衬底温度对ZnO薄膜中氧缺陷的影响。实验发现，ZnO薄膜c轴取向性随温度的升高而增强；当衬底温度达到550。C时，XRD谱上仅出现一个强的(002)衍射峰和一个弱的(004)衍射峰，显示ZnO具有优异c轴取向性。同时，随着温度的升高，ZnO薄膜的紫外透射截止边带向高波长方向漂移，其电导率也随衬底温度的升高逐渐增大，表明薄膜中的氧缺陷逐渐增多。这种氧缺陷是由于ZnO的氧平衡分压高于Zn所致，可通过提高溅射气体中氧含量来改善。