MnCO_3掺杂对BMN陶瓷结构及介电性能的影响EI北大核心CSCD

采用固相烧结法,探讨了MnCO_3掺杂降低Ba(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3(BMN)烧结温度的机理,研究了MnCO_3掺杂量对BMN陶瓷微波介电性能的影响。结果表明,适量的MnCO_3掺杂可以促进烧结,有效降低BMN陶瓷的烧结温度,改善陶瓷的微波介电性能。当MnCO_3掺杂量为4%(质量分数)时,BMN陶瓷的烧结温度从纯相烧结时的1 550℃降低到1 250℃,表观密度ρ=6.36 g/cm^3,相对理论密度达到98.6%,并具有良好的微波介电特性:高相对介电常数ε_r=31.4,高品质因数与谐振频率的乘积Q·f=99 200 GHz(8 GHz),接近于零的谐振频率温度系数τ_f=3×10^(–7)/℃。     

SrCO3掺杂对BMT陶瓷结构及介电性能的影响

采用固相烧结法制备SrCO3掺杂Ba（Mg1/3Ta2/3）O3（BMT）微波介质陶瓷,研究SrCO3质量（下同）掺量w（SrCO3）=2%～8%对BMT微波介质陶瓷结构和介电性能的影响。结果表明：添加适量SrCO3可以促进烧结并在一定程度上提高BMT陶瓷体系的B位离子1：2有序度;当w（SrCO3）=6%时,陶瓷致密...     

CaO掺杂对BaTiO3陶瓷结构及介电性能的影响

采用新型溶胶-凝胶制粉技术和传统陶瓷工艺相结合的方法,制备了(Ba1-xCax)TiO3(x=0～0.16)陶瓷,并对陶瓷晶相特征及其介电、压电性能进行了研究。结果表明,经1250℃烧结的陶瓷由单一晶相组成,晶体具有钙钛矿结构。其介电、压电特征受CaO加入量的影响显著。当x≤0.1时,陶瓷的介电常数随CaO加入量的增加而增大,并表现出弛豫铁电体的特征,其居里点与纯BaTiO3陶瓷相差不大。当x>0.1时,陶瓷的介电常数随CaO的增加而减小,其铁电性能弱化,但介电损耗较小,介电温度稳定性较好。     

ZrO_2掺杂对BaTiO_3陶瓷结构和介电性能的影响

实验以BaCO_3、TiO_2、ZrO_2为原料,采用固相烧结法制备不同Zr含量的锆钛酸钡(BZT)陶瓷。并使用XRD衍射仪、扫描电镜和电容测量仪来分析显微组成、相结构和介电特性。实验表明,随着Zr~(4+)掺量的增加,晶面衍射峰向小角度方向移动,BZT晶粒的生长逐渐规则。介电峰位随着Zr~(4+)增加向低温区域移动。在室温环境中Zr~(4+)掺量为20%时,BZT陶瓷介电常数最大,介电损耗最小。     

锰掺杂对压电陶瓷介电性能的影响

采用传统的电子陶瓷工艺制备了高性能四元系压电陶瓷（PZN-PMS-PZT）。考察了不同剂量锰掺杂对压电陶瓷的室温介电常数（εTr)，介电常数温度谱以及居里温度（Tc)的影响。实验结果表明：随着Mn含量的增加，压电陶瓷的室温介电常数εTr减小；由于内偏置场的影响，居里温度Tc随锰含量的增加而增加。     

Ho掺杂BiFeO3陶瓷的制备及介电性能

采用快速液相烧结法制备Ho掺杂BiFeO3系列陶瓷样品Bi1–xHoxFeO3(x=0,0.05,0.1,摩尔分数),X射线衍射物相分析表明:样品均为三方钙钛矿结构,掺杂微量的Ho3+可以有效消除样品中的Bi2Fe4O9杂相,获得单相Bi0.95Ho0.05FeO3。用HP4294A精密阻抗分析仪测量样品介电特性随频率、温度及偏置电压的变化关系,结果表明:Ho掺杂样品的室温相对介电常数(εr)比未掺杂的显著提高,测量频率为40Hz时,Bi0.9Ho0.1FeO3陶瓷样品的εr提高了1个数量级;观测到样品的介电峰,掺杂后介电峰向低温移动且强度显著增加,表明Ho掺杂在降低样品反铁磁Néel温度的同时增强了磁电耦合效应。讨论样品εr随偏置直流电压的变化关系,掺杂后出现明显的介电回滞现象,Ho掺杂可提高样品的剩余极化强度,改善样品的铁电性质。     

Fe掺杂对钛酸钡陶瓷微观结构与介电性能的影响

采用溶胶-凝胶一步法制备了Fe掺杂钛酸钡陶瓷。利用XRD和SEM表征分析了陶瓷样品的物相及微观形貌,并研究了Fe掺杂量的不同对其微观形貌及介电性能的影响规律。研究表明:当Fe掺杂量为摩尔分数0.10%时,晶粒大小均匀,陶瓷致密性最好,其室温介电常数达到最大值2710,介电损耗较小为0.8%。     

Nb掺杂BaTiO3陶瓷的补偿机制及介电性能

分析了BaTi1-xNbxO3 (0≤x≤0.04)陶瓷样品中存在的补偿机制及其结构与介电性能的变化。结果表明:Nb5+的掺入没有引起第二相的生成,并能减小陶瓷晶粒尺寸;Nb5+离子的加入有利于BaTiO3陶瓷从正常铁电体向弛豫铁电体转变,降低介电常数峰值温度(Tm),提高室温介电常数,减小剩余极化强度(Pr)和矫顽场(Ec)。通过Gulp模拟并分析得出当Nb5+掺入后,主要以空位进行补偿,且以钡空位补偿为主,形成缺陷簇。     

Bi3NbZrO9掺杂对BST电容器陶瓷介电性能的影响

采用传统固相烧结法,利用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法系统研究了Bi3NbZrO9掺杂量对(Ba,Sr) TiO3(barium strontium titanate,BST)基电容器陶瓷介电性能和微观结构的影响.结果表明:Bi3NbZrO9掺杂没有改变BST陶瓷主晶相,随着掺杂量的增加会出现一些杂相.Bi3NbZrO9掺杂BST陶瓷具有小的介质损耗值,对材料居里峰的移动和展宽效应明显.Bi3NbZrO9掺杂量为lwt％时,烧结温度为1280℃,BST陶瓷具有较佳的介电性能:介电常数(εr) =2325,介质损耗(tanδ)=0.0048,耐压强度(Eb) =7.8 kV/mm(AC),-30 ～ 85℃温度范围内,容温变化率(△C/C)为-12.9％～ 14.3％.     

Sm_2O_3掺杂对BZT基陶瓷介电性能的影响

以BaCO_3、ZrO_2和TiO_2为主要原料,Sm_2O_3为掺杂剂,采用固相反应法制备了Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3陶瓷材料,利用扫描电镜等仪器研究了Sm_2O_3加入物对体系微观形貌影响。结果发现:当陶瓷烧结温度为1280℃且Sm_2O_3掺杂量低于0.01 mol时,Sm3+进入晶格A位,但随着Sm_2O_3掺杂量的增加,Sm~(3+)越来越倾向于进入晶格B位,居里温度向室温移动;在Sm_2O_3掺杂量为0.01 mol时,锆钛酸钡陶瓷的相对介电常数达到最高值6561.57。     

CaSnO_3掺杂BST基介电陶瓷介电性能的研究

采用传统固相法制备了CaSnO_3掺杂(Ba_(0.71)Sr_(0.29))TiO_3(BST)介电陶瓷。研究了CaSnO_3掺杂量对BST电容器介电陶瓷介电性能、物相组成和微观结构的影响。结果表明:随着Ca SnO_3掺杂量的增加,BST陶瓷的相对介电常数(εr)先减小后增大再又减小,介质损耗(tanδ)先减小然后增大,CaSnO_3掺杂后的BST陶瓷仍为钙钛矿结构。当CaSnO_3掺杂量为质量分数6.0%时,BST陶瓷的综合介电性能最好:εr为4963,tanδ为0.0069,ΔC/C为19.69%～-26.18%,容温特性符合Y5V特性。     

Mn掺杂对BiFeO_3陶瓷的电性能影响

采用Bi(NO)3.5H2O.和Fe(NO3)3.9H2O为原料,乙二醇甲醚为溶剂,冰醋酸为脱水剂,Mn(CH3COO)2.4H2O为掺杂剂,通过两步法合成了Mn掺杂BiFeO3(BFO)陶瓷。研究了Mn掺杂对BiFeO3陶瓷的结构和性能的影响。XRD测试表明,Mn掺杂可以明显抑制BFO陶瓷中的杂相(Bi25FeO40、Bi2Fe4O9)和缺陷的生成。SEM测试表明Mn掺杂对BFO陶瓷在两次低温烧成中能够很好地结晶并且晶粒均匀。利用PremierⅡ型综合铁电测试仪对BFO的漏电和铁电极化进行了测试,测试表明Mn掺杂可以显著的改善BFO的漏电特性,漏电流从由最初的10-4Amps降低到10-6Amps,降低了两个数量级。铁电极化测试表明Mn掺杂样品的剩余极化从20Kv/cm下1.1uc/cm2提高到2.5～4.3uc/cm2。此外利用Hp4294A阻抗分析仪在常温常压下对BFO的介电性能进行了研究。     

钽掺杂对钛酸钡基陶瓷介电性能影响的研究

研究了微量钽掺杂对钛酸钡基陶瓷介电常数、介电损耗以及温度稳定性等介电性能的影响.利用XRD、SEM等现代分析手段分析了材料的显微结构,分析了显微结构与材料介电性能的关系,得到了性能较为优良的电容器基料配方.     

Mn含量对Al掺杂PMN-PMS-PZT陶瓷介电性能的影响

采用传统的固相烧结法制备了Pb1.07[(Mn1/3Nb2/3)1/2(Mn1/3Sb2/3)1/2]0.08(Zr0.828Ti0.092)O3+x wt%Al2O3+y wt%MnO2(x=0.1,0.3,0.5,0.7;y=0.00,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10,0.12)热释电陶瓷,在对不同组分Al掺杂PMNPMS-PZT陶瓷材料介电性能对比寻优的基础上,逐步增加Mn的含量,研究不同Mn增量下,对最优Al掺杂PMNPMS-PZT热释电陶瓷相结构、晶粒生长以及介电性能的影响。通过X射线衍射仪(XRD)分析显示Al掺杂PMNPMS-PZT陶瓷和在最优Al掺杂基础上增加Mn的含量都不会引入新的杂相,扫描电子显微镜(SEM)分析表明当x=0.30,适当增加Mn的含量,有助于陶瓷晶体的均匀致密,但一旦添加过量则又会产生不好的影响。实验结果表明:采用530℃排塑,烧结1190℃,保温2 h,当x=0.30,y=0.08时,PMN-PMS-PZT热释电陶瓷具有较好的相结构和介电性能,其中介电常数εr约为210,介电损耗tanδ约为0.16%,压电系数d33约为66.00 pC/N。     

CaTiSiO5掺杂对钛酸钡锶陶瓷介电性能的影响

采用传统固相烧结法,利用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法系统研究了CaTiSiO5掺杂量对(Ba,Sr) TiO3(barium strontium titanate,BST)基电容器陶瓷介电性能和微观结构的影响.结果表明:CaTiSiO5掺杂的BST陶瓷材料的介电损耗都比较小,但是对材料居里峰的移动和展宽效应都明显.随着CaTiSiO5掺杂量的增加,BST陶瓷的介电常数(εr)先增大然后减小,介电损耗(tanδ)先增大然后减小,变化不大,交流耐压强度(Eb)先增大然后减小,容温变化率先减小然后增大.当掺杂CaTiSiO5质量分数为0.8％时,BST陶瓷的综合介电性能较好:介电常数(εr)=2540,介电损耗(tanδ)=0.0036,耐压强度(Eb)=5.6 kV/mm(AC),在-30～85℃温度范围内,容温变化率为-18.9％ ～ 20.6％,容温特性符合Y5S特性.     

锑掺杂替代铌对α-BZN陶瓷结构和介电性能的影响

研究了Sb~(3+)掺杂替代B位的Nb~(5+)对Bi_(1.5)ZnNb_(1.5-x)SbxO_7系介质材料烧结特性、结构和介电性能的影响。研究结果表明,低熔点锑掺杂能略降低烧结温度至960℃,当锑替代量x≤0.2时,衍射峰向低角度方向移动,样品的相结构与基体α-BZN保持一致;在1 MHz下,介电常数随锑掺杂量而逐渐减小,介电损耗随锑掺杂量而略增大;在-195～150℃,介电常数在低温区存在明显的介电弛豫现象,介电弛豫程度先减小后增大,常温区的温度系数随锑掺杂量增加呈逐渐减小。     

Er掺杂对CaMnO_3陶瓷的微观结构及高温电性能的影响

以混合硝酸盐为原料,采用共沉淀法结合常压压片和1200℃烧结制备出钙位掺杂Er的Ca_(1-x)Er_xMnO_3(x=0,0.02,0.04,0.06,0.10)热电陶瓷,采用XRD和SEM对所有样品进行相结构和微观形貌表征,同时测定Ca_(1-x)Er_xMnO_3系列样品的电阻率,Seebeck系数。研究钙位掺杂Er元素对CaMnO_3材料的微观结构和高温电性能的影响。XRD及SEM分析结果表明,采用共沉淀法制备出的Ca_(1-x)Er_xMnO_3热电陶瓷物相单一,材料内部结构致密。电性能测试结果表明,Er掺杂可以有效的改善CaMnO_3的电输运性能,当Er掺杂量为0.10,温度为973K时最大功率因子为2.95×10~(-4)Wm-1K~(-2),是未掺杂CaMnO_3的1.5倍。     

热等静压对BaTiO_3基陶瓷结构及介电性能的影响

采用热等静压(Hot Isostatic Pressing,HIP)工艺对BaTiO_3基陶瓷基片进行烧结实验,探讨HIP烧结对BaTiO_3陶瓷结构和介电性能的影响。SEM结果表明:未经预烧结的基片HIP烧结后,陶瓷出现晶粒细小,不够致密,多气孔等缺陷;经预烧结(1225℃)的基片HIP烧结后,陶瓷显微结构致密,晶界细直,甚至不清,晶粒细小且均匀。随着陶瓷结构的变化,介电性能也发生显著的改变。由于HIP烧结过程为还原气氛,陶瓷存在氧空位(Vo),在高温下(1200℃)仍难以退还原,影响其介电性能。     

Ni掺杂对BaTiO3陶瓷物相及介电性能的影响

采用固相反应法制备了BaTi_1-xNi_xO₃（x=0、0.01、0.05、0.08、0.1、0.2）陶瓷,研究了不同Ni掺杂量对BaTi_1-xNi_xO₃陶瓷的相结构和介电性能的影响。采用X射线衍射技术（XRD）分析了BaTi_1-xNi_xO₃陶瓷的相结构;采用阻抗分析仪测试BaTi_1-xNi_xO₃陶瓷介电性能。XRD分析结果表明:随着Ni的掺杂量的增加,BaTi_1-xNi_xO₃陶瓷的晶相由四方相逐渐转变为六方相,当Ni的掺杂量为x=0.1时,BaTi_1-xNi_xO₃完全变为六方相。随着Ni含量的增大,所有六方相的BaTi_1-xNi_xO₃的晶格常数都变大,且相对介电常数ε_r整体降低而介电损耗tanδ呈现先减小后增大的趋势。