BaTiO3基无铅高压陶瓷电容器材料性能的研究

采用BaTiO3基料,加入SrTiO3、CaCO3、Bi2O3·3TiO2等添加剂制备无铅高压陶瓷电容器材料,研究了添加剂对材料性能的影响,得到了介电常数可调、综合性能较佳的材料。结果表明,在BaTiO3中加入30%SrTiO3、10%CaCO3,并外加3%Bi2O3·3TiO2时(均为摩尔数分数),其εr为3802、tgδ为4.2×10-3、Eb为9.2MV/m;而当在BaTiO3中加入40%SrTiO3、15%CaCO3,并外加4%Bi2O3·3TiO2时,其εr为2089、tgδ为6×10-4、Eb为16.9MV/m。     

低温烧结BaO-Nd2O3-TiO2陶瓷介质材料的研制

采用固相法制备了BaO-Nd2O3-TiO2( BNT)陶瓷,研究了Bi2O3-SiO2-ZnO-CaO( BSZC)玻璃添加量对所制BNT陶瓷介电性能的影响.结果表明:添加质量分数7％～9％的BSZC玻璃,可使BNT陶瓷在960℃下烧结致密,匹配10Pd/90Ag内电极,获得相对介电常数εr≈88,介质损耗tanδ=...     

高性能SrTiO_3基高压瓷介电容器材料

研究了在SrTiO3-PbTiO3- Bi2O3·3TiO2系中分别添加CaTiO3和MgTiO3对材料介电性能的影响,利用复合添加MgTiO3、CaTiO3、MnO2、Nb2O5、SiO2对SrTiO3-PbTiO3- Bi2O3·3TiO2系介质材料进行改性,制得εr=1500～2000耐压Eb≥12 MV/m、损耗tgδ≤6×104的高压瓷介电容器材料。     

Mg取代Ca的CLST陶瓷的结构和介电性能

采用固相反应法制备Mg取代Ca的CaO-Li2O-Sm2O3-TiO2(CLST)陶瓷,用XRD图谱研究其晶体结构。结果表明:Mg取代Ca的量x为1～8时,在1250℃烧成,形成单一的钙钛矿相。随着x增大,晶格常数都逐渐减小;x为16时,晶格常数突变,形成富Sm非钙钛矿的主晶相。在1MHz下,εr和tgδ都随x增大而降低,x为12时,εr为42.6,tgδ为0.0012。     

掺杂Y2O3对BaSrTiO3介质瓷性能的影响

以碳酸钡、碳酸锶和二氧化钛等为原料,Y2O3为掺杂剂,制得了BaSrTiO3系介质瓷。用Automatic LCR Meter 4225测试了1 kHz条件下试样的电容量C和介质损耗因数D,并测试了–30～+125℃试样的C和tgδ,得到了试样相对介电常数εr及εr和tgδ随温度的变化曲线。结果表明,在室温下,试样的相对介电常数最大值εr max不小于5 500,tgδ的最小值不大于16×10–4。     

Ba_4Nd_(9.33)Ti_(18)O_(54)微波介质陶瓷的微波合成及其低温烧结

采用微波加热合成了Ba4Nd9.33Ti18O54(BNT)微波介质固溶体陶瓷粉末,研究了微波加热工艺对BNT陶瓷相组成与微观形貌的影响。结果表明:微波加热相比于常规加热可以实现BNT陶瓷的低温快速合成;通过添加质量分数45%的B2O3-SiO2-CaO-MgO(BS)玻璃实现了BNT陶瓷于875℃烧结致密化。1 100℃微波合成的BNT陶瓷加BS玻璃烧结后具有最佳性能:εr=35.8,tanδ=12×10–4,σf=103.7 MPa,λ=2.576 W/(m.K)。     

添加Bi_4Ti_3O_(12)对BST陶瓷性能的影响

采用固相法制备了添加Bi4Ti3O12(BIT)的(Ba0.71Sr0.29)TiO3(BST)陶瓷,研究了BIT的加入量对所制BST陶瓷的微观结构和介电性能的影响。结果表明:随着BIT添加量的增加,BST陶瓷的晶粒尺寸先减小后增大,相对介电常数(εr)逐渐减小,介质损耗(tanδ)先减小后增大。当添加质量分数26%的BIT于1 120℃烧结,制得的BST陶瓷综合性能较好:εr为1 700,tanδ为0.006,容温特性符合X7R的要求,耐直流电压强度为5.0×103V/mm。     

钡镧钛系列高介电常数陶瓷研究

采用固相烧结法制备了BaO-La2O3-nTiO2(n=3,4,5和6,BLT)微波介质陶瓷。研究了TiO2含量以及添加Bi2O3和SrTiO3对所制BLT陶瓷的微观结构及介电性能的影响。结果表明:当n=4时,BLT陶瓷晶体结构致密。当n=5并添加Bi2O3和SrTiO3进行改性,所制BLT陶瓷的相对介电常数εr从93增大到210,介质损耗tanδ从2.5减小到1.2,电容温度系数αc向负方向移动。     

添加MgLiSi玻璃对BNT陶瓷介电性能的影响

采用传统固相反应法,制备了钨青铜结构BaO·Nd2O3·4TiO2(BNT)陶瓷,并添加质量分数为1%～6%的MgO·Li2O·SiO2(MgLiSi)玻璃。对其显微结构和介电性能进行了研究。结果表明:在BNT陶瓷中添加适量的MgLiSi玻璃,可以使BNT陶瓷的烧结温度从1250℃以上降低到1150℃,并提高其介电性能。当添加质量分数为4%的MgLiSi玻璃时,BNT陶瓷可获得最佳的介电性能:εr=95,tanδ=5×10–4,击穿场强为16.7×103V/mm。     

气氛烧结BiNbO4微波介质陶瓷介电性能的研究

研究了烧结气氛对BiNbO4陶瓷介电性能的影响。于不同气氛烧结的陶瓷样品,其晶粒形貌差别不大,均为斜方相结构。氮气氛烧结的陶瓷样品具有相对较小的密度、较小的εr和较高的Q。高温下热离子极化,导致各样品的εr和tgδ随着温度的升高而迅速增大,只在氮气氛烧结的陶瓷样品的温谱上观察到明显的弛豫现象。     

Gd掺杂BiFeO3薄膜的溶胶-凝胶法制备和电性能研究

利用溶胶-凝胶工艺在ITO/玻璃衬底上制备了Bi1-xGdxFeO3(x=0.00、0.05、0.10和0.15)薄膜.研究了Gd掺杂对薄膜的结构、形貌、漏电流性能和介电性能的影响.结果显示,未掺Gd和Gd掺杂为5％的样品为菱方结构,当Gd掺杂量达到10％和15％时,样品变为四方结构.掺10％Gd的薄膜样品表面光滑、平整,晶粒大小均匀.Gd的掺入大大降低了BiFeO3(BFO)薄膜的漏电流,其中掺Gd量为10％和15％的薄膜的漏电流几乎为零.在整个测试频率范围内,掺10％Gd的样品的介电常数较大且能保持恒定,同时其介电损耗最小.     

高精度高比容独石电容器用瓷料研究及其介电常数的计算

首先利用蒙特卡罗有限元法在分析陶瓷材料内电场分布的基础上 ,对微粒混合陶瓷材料的介电常数与各成分含量及其介电常数之间的关系进行了探讨。研究表明 ,由于介质极化的原因 ,在陶瓷材料内部 ,等势线的分布将主要集中于低介电常数成分所占的区域 ,并且 ,微粒混合陶瓷材料各成分的含量及其介电常数都会对陶瓷材料内电场的分布产生重要影响 ,并使陶瓷材料的宏观介电常数发生变化。当陶瓷材料中含有与其他成分介电常数差别相当大的成分时 ,利用蒙特卡罗有限元法可获得较其他传统方法更为准确的结果系统地研究了钡钛钕系统陶瓷的介电性能。研究结果表明 ,Ba Ti O3中掺入极少量的 Nd2 O3(例如摩尔分数 x为 0 .1% )时 ,材料呈半导性 ,电阻率呈明显的 PTCR效应。Ba Ti O3中掺入少量的 Nd2 O3(x≥ 0 .2 % )时 ,材料呈绝缘性 ,且随着 Nd2 O3掺入量的增加 ,材料的平均晶粒尺寸不断减小 ,居里峰向负温方向移动 ,居里峰不断降低。Ba Ti O3中掺入少量 Nd2 O3· 2 Ti O2时 ,随着掺入量的增加 ,居里峰向负温方向移动 ,晶粒尺寸不断增大 ;Ba Ti O3中掺入较多的 Nd2 O3· 2 Ti O2 时 ,随着掺入量的增加 ,介电常数不断减小 ,介电常数的温度特性曲线的非线性程度不断减小 ,并且 ,当 Ba Ti O3与 Nd2 O3· 2 Ti O2 的摩尔比?     

稀土氧化物掺杂对Ba0.6Sr0.4TiO3-MgO复合物结构及微波介电性能的影响

研究了不同质量分数(0~1.5%)的各种稀土氧化物对Ba0.6Sr0.4TiO3(40%)-MgO(60%)陶瓷微观结构和介电性能的影响.研究表明,大半径的稀土离子掺杂能有效降低材料的介电常数并提高品质因数;而小半径的稀土离子掺杂则会提高材料的微波介电损耗.当掺杂量超过0.2%时,所有样品的调谐率都随着添加量的增加而下降.与未掺杂的BST-MgO相比,0.2%稀土掺杂样品的调谐率变化规律及机理随掺杂物的不同而不同:Nd2O3和Yb2O3 掺杂样品中调谐率的大幅度升高归因于结电容的贡献,Sm2O3 掺杂样品调谐率的下降主要由MgO晶粒的聚集所致,而Y3+同时占据A位和B位引起了样品调谐率的下降.研究发现在BST-MgO中添加具有大离子半径的稀土氧化物(如La2O3、CeO2、Nd2O3、Sm2O3)并优化其添加量,能满足铁电移相器等微波调谐器件的要求.     

SnO2对锂铌钛系微波介电陶瓷性能的影响

用SnO2作为掺杂剂对LiNb0.6Ti0.5–xSnxO3陶瓷进行改性,研究了SnO2添加量对LiNb0.6Ti0.5O3锂铌钛体系陶瓷的烧结性能,显微结构和微波介电性能的影响。结果表明:随着SnO2添加量的增加,陶瓷体密度和介电常数基本保持不变;而Q·f值随SnO2的加入有所提高,而后随SnO2含量继续增加而快速下降;在1100℃的烧结温度下,当x为0.01时,获得微波介电性能优良的微波陶瓷,其εr为67.8,τf为+4×10–6/℃,Q·f为6780GHz。     

Ba2+掺杂对CaCu3Ti4O12陶瓷结构与电性能的影响

采用传统固相法制备了Ca1-xBaxCu3Ti4O12(x=0, 0.005, 0.010, 0.020, 0.030, 0.040, 0.050, 0100,摩尔分数) 陶瓷。用X线衍射仪、扫描电子显微镜、介电温谱测试系统及阻抗测试仪研究了Ba2+掺杂量的变化对Ca1-xBaxCu3Ti4O12陶瓷的相结构、微观形貌及电性能影响。研究结果表明,随着Ba2+掺杂量的增加,陶瓷试样产生了第二相CuO,同时Ba2+掺杂使CaCu3Ti4O12的晶格常数增大。Ca1-xBaxCu3Ti4O12陶瓷的晶粒尺寸随Ba2+掺杂量的增加而减小,气孔率随之降低。掺杂适量的Ba2+可有效降低CaCu3Ti4O12陶瓷的介电损耗,也可降低相对介电常数随温度的变化率。一定量的Ba2+掺杂还能增加CaCu3Ti4O12的晶界电阻。     

掺杂的PNL-PFS-PZT铁电陶瓷性能研究

通过对几种不同的样品压电特性、机械品质因数和介电温谱等特性的对比和分析 ,研究了Pb (Li1/4Nb3 /4 )O3 Pb (Fe1/3 Sb2 /3 )O3 PbTiO3 PbZrO3 四元系陶瓷在不同配比和掺杂下的机电性能 ,发现该系列样品具有较高的压电常数 (可达 3 4 0× 10 -12 C/N)和介电驰豫温谱。文中还对该系列陶瓷的烧成工艺进行了一定的实验和对比 ,以寻找其最佳的烧成工艺。     

MoO3掺杂对BiNbO4陶瓷微波介电性能的影响

采用固相反应法,研究了MoO3掺杂对BiNbO4陶瓷微结构、烧结特性和微波介电性能的影响。对相对介电常数εr和品质因数Q随烧结温度的变化以及谐振频率温度系数随MoO3掺杂量的变化也进行了研究。MoO3的掺杂量x低于0.05时,实现了BiNbO4陶瓷在970℃以下的低温烧结,并且相转变温度也降低了约60℃。通过对εr以及介质损耗随温度的变化特性的研究,证实了缺陷偶极子对材料介电性能的影响。     

La2O3对Ba0.92Sr0.08Ti0.9Sn0.1O3介质瓷结构及性能的影响

以碳酸钡、碳酸锶、二氧化锡和二氧化钛等为原料,La2O3为掺杂剂,在不同温度下烧结,制得了Ba0.92Sr0.08Ti0.9Sn0.1O3(BSTS)系介质瓷.XRD结果表明,所有的BSTS试样都形成了单一的钙钛矿结构晶相,通过SEM分析了La2O3对试样的微观形貌的影响,发现La2O3的加入可有效地抑制晶粒的尺寸.测试了在1 kHz频率条件下试样的电容量C、介质损耗因数D和-25～+95 ℃试样的C和D,得到了试样的居里温度TC及相对介电常数εr随温度的变化曲线.结果表明,在室温下,试样的εr随着La2O3加入量的增加,呈一直减小的趋势,介电损耗tan δ随着La2O3加入量的增加,则呈先减小后增加的趋势,TC随着La2O3加入量的增加逐渐向低温区移动,介电常数变化率Δε/ε则随着La2O3加入量的增加而逐渐下降.最终得到烧结温度为1 340 ℃,x(La2O3)=0.6%的Ba0.92Sr0.08Ti0.9Sn0.1O3介质瓷的εr最大值为3 825,tan δ最小值为20×10-4,Δε/ε为25.9%( 25 ～85 ℃).     

掺杂Sm2O3对BZT20介质瓷性能的影响

以碳酸钡、二氧化锆和二氧化钛等为原料,Sm2O3为掺杂剂,制得了Ba(Zr0.2Ti0.8)O3系介质瓷,并研究了其性能,用扫描电镜对试样微观形貌进行了观察.结果表明,当x(Sm2O3)＜0.2%时,Sm3+进入晶格A位后,随掺杂量的增加,Sm3+倾向于进入晶格B位.Sm2O3的掺杂量对试样介电常数和损耗有显著影响,x(Sm2O3)=0.2%时,试样介电常数最高(约为5 600);随Sm2O3掺杂量继续增加,试样介电损耗得到明显改善,最低降至0.002 1.     

CaO对MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃烧结和性能的影响

研究了氧化钙对MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃烧结特性和性能的影响。结果表明:氧化钙替代氧化镁能够促进微晶玻璃粉体的烧结致密化,影响玻璃的晶化特性、介电性能和热膨胀特性。随着氧化钙量的增加,样品的介电常数和热膨胀系数增加,但其介质损耗呈现先减小后稍微增加的趋势。含3%CaO(质量分数)的样品可在900℃烧结致密化,并具有低的εr(5.4)、低的tgδ(≤0.13×10-2)和低的α(3.55×10-6℃-1),是一种有应用前景的低温共烧陶瓷基板材料。