纳米钛酸钡陶瓷的特殊烧结方法和新颖特性的研究进展

对近年来有关纳米钛酸钡陶瓷最新的烧结方法、新颖性质进行了综合评述和讨论。当晶粒尺寸减小到纳米尺度时，钛酸钡陶瓷的晶体结构在不同的温度下出现了不同的多相共存。这可以用纳米钛酸钡陶瓷相变产生的应力来解释。纳米钛酸钡陶瓷的铁电性能表现出新颖的特性。它的介电常数先随晶粒尺寸的减小而降低，但当晶粒尺寸降低到小于50nm甚至小于10m时，介电常数表现出反常的增加，同时铁电向顺电的转变峰变为一个很宽的峰，表现出弥散相变的特征。     

温度和电场对纳米晶钛酸钡陶瓷铁电性的影响

100nm是介于微米晶和纳米晶之间的重要临界尺寸,研究了平均晶粒尺寸为100nm的钛酸钡(BTO)陶瓷的微结构和铁电性能,分析了测试温度和外加电场对纳米晶钛酸钡陶瓷铁电性的影响。与超细纳米晶BTO陶瓷不同的是,100nm BTO陶瓷主要以四方相形式存在的;介电温谱显示,正交到四方相的相变具有典型的弥散特征,低温时介电损耗<0.02。此外,铁电性能测试表明,100nm BTO陶瓷具有良好的铁电滞后特征,随着电场的增加,能量损耗密度、剩余极化强度和矫顽场均增加;随着温度的升高,陶瓷的铁电性在逐渐减弱,高于居里温度时由铁电相转为顺电相,铁电性消失。实验结果表明,100nm BTO陶瓷的铁电性与测试温度和外加电场有着密切的关系。     

镧掺杂钛酸钡纳米晶陶瓷元件的湿敏特性

用溶胶－凝胶法,以部分醇盐为原料及非醇溶剂醋酸作催化剂,以不同镧源为掺杂物,在不同工艺条件下合成了一系列镧掺杂钛酸钡基纳米晶,经埋渗电极和等静压成型,烧结并封装为陶瓷元件。利用ＲＬＣ阻抗电桥测试了元件室温电阻值与饱和直溶液汽湿度的关系,同时应用ＲＱ－１型气敏测试仪测定地民阻值与饱和盐溶液蒸汽湿度的关系,同时应用ＲＱ＿１型气敏仪测定了元件对乙醇、丙烯、氢气等的敏感特性。实验结果显示：经１３００℃／１     

超高压辅助烧结纳米陶瓷

10nm钛酸钡粉用两种方法烧结得到致密的钛酸钡陶瓷。在6GPa的超高压辅助条件下烧结得到的钛酸钡陶瓷的晶粒大小约为30nm；在常规的无压条件下烧结得到的钛酸钡陶瓷的晶粒大小约为1200nm。研究表明，由于超高压能够压碎纳米粉体中的团聚体、增加烧结的驱动力、降低戍核的势垒而使戍核速率增加和由于扩散能力的降低而使生长速率减小，所以超高压烧结能在较低的温度和较短的时间内得到致密的纳米钛酸钡陶瓷。     

凝胶—水热法制备纳米级钛酸钡粉末的研究

以ＴｉＣｌ４、ＢａＣｌ２．Ｈ２Ｏ、ＫＯＨ、ＮａＯＨ为原料，在ＰＨ＝１２－１３、反应温度９０－１００℃，反应时间１－２ｈ下经凝胶－水热反应合成钛酸钡，经有关厂家半半导化试验，借助于ＸＲＤ，高分辨率电子显微镜及化学分析，证明了产物达到纳米级钛酸钡水平。     

钛酸钡纳米粉的合成与陶瓷制备

以上氯化钛和氢氧化钡作为钛和钡源，采用湿化学方法，在１００℃以下，一步法合成同了ＢａＴｉＯ３纯相，ＸＲＤ、ＴＥＤ、化学分析等证明，产品为立方晶系，均匀球形，粒径分布５０－８０ｎｍ，纯度９９．８％，Ｂａ／Ｔｉ＝１．００４（摩尔比）。制陶试验表明，该超细粉的成瓷温度为１２２０℃，比大颗粒ＢａＴｉＯ３的烧结温度降低了８０－１５０℃，室温介电常数１５８８。     

纳米TiO2的Raman光谱研究进展

Raman光谱是研究纳米TiO2结构的最常用工具之一.纳米T2O2的Raman光谱研究是建立在以前对TiO2体材料的Raman光谱研究的基础之上.但是纳米TiO2与体相材料的表面性质和结构有较大的不同,其Raman光谱会产生明显变化.研究人员对纳米TiO2的Raman光谱已展开研究.本文概述了晶粒大小、结构、氧空位、退火温度、压力、相组成等因素对纳米TiO2的Raman光谱的影响.     

PTCR钛酸钡陶瓷的溶胶—凝胶法制备

通过溶胶-凝胶法制得了PTCR纳米晶粉体，经XRD分析测得粉晶晶体结构和晶粒尺寸。参考PTCR素坯的有关热分析数据对传统陶瓷烧结工艺进行了改进，获得了具有室温电阻率～20Ω·cm，电阻温度系数～15％·℃-1和耐电压强度～110V·mm-1的PTCR钛酸钡陶瓷材料。     

Li/Ce/La共掺杂对CaBi2Nb2O9陶瓷晶体结构及电学性能的影响

采用固相反应法制备(Li_0.5Ce_0.25La_0.25)_xCa_1-xBi₂Nb₂O₉铋层状结构压电陶瓷, 分析多元稀土元素掺杂对CaBi₂Nb₂O₉(CBN)陶瓷晶体结构、微观形貌及电学性能的影响。Rietveld结构精修表明, 多元稀土元素进入晶格内部形成固溶体, 掺杂使晶体结构有由斜方晶系向四方晶系转变的趋势, 反位缺陷中A位的Bi ³⁺具备6s2孤对电子, 抑制这种变化趋势。SEM照片显示, 掺杂主要抑制晶粒沿垂直c轴平面生长, 这是由于稀土氧化物具备较高的熔点, 在烧结过程中不易扩散。准同型相界附近, 垂直b轴方向的a滑移面被打破, 极化方向沿a轴和b轴, 导致压电性能增强。其中, (Li_0.5Ce_0.25La_0.25)_0.17Ca_0.83Bi₂Nb₂O₉陶瓷具备最优异的性能: 居里温度为913 ℃, 压电系数高达16.4 pC/N; 经850 ℃退火2 h, 其d₃₃值为14.0 pC/N, 约为原始值的85.4%。     

Er:YSGG激光晶体的晶体结构和光谱性能

测量了30%(原子分数)Er:YSGG晶体的晶胞参数:a=b=c=(1.24640±0.00065)nm,α=β=γ=90°.用Rietveld方法对X射线衍射谱进行了精修,给出了处于96h位置的O原子分数坐标(x, y, z)=(-0.031433±0.000780、0.058253±0.000792、0.155358±0.000776),并计算了氧配位多面体中的阴阳离子间距和夹角,结果表明Er3 /Y3 处于畸变十二面体的中心.另外还研究了该晶体在室温下的吸收光谱和荧光光谱的性质.在200～1700nm波段内,Er:YSGG晶体吸收谱带主要为Er3 离子的特征吸收,计算了Er3 在966、790nm处的吸收截面;测量了966、790和488nm为激发波长时的室温发射光谱, 当激发波长为966nm时发射谱带强度较大.另外,以1534nm为监测波长得到室温下的激发光谱,研究结果表明Er:YSGG激光晶体适合于InGaAs二极管激光器的泵浦.     

Crystal structure of dense nanocrystalline BaTiO3 ceramics

The dense nanocrystalline BaTiO₃ ceramics with the average grain size of 30 nm was sintered by the pressure assisted method. The Raman spectroscopy and the Rietveld refinement were employed to characterize the structural information of the nanocrystalline BaTiO₃ ceramics. The structural parameters and the reliability factors for the nanocrystalline BaTiO₃ ceramics were successfully determined by the Rietveld refinement based on the analysis of Raman spectra. A multiphase coexistence of tetragonal and orthorhombic phases was observed in 30 nm BaTiO₃ ceramics at room temperature. The phenomenon can be explained by the internal stress.     

细晶粒BaTiO3陶瓷电阻率的尺寸效应

在不同的测试电压条件下,对不同晶粒尺寸的BaTiO3陶瓷室温下的电阻率进行了测量;结合室温下的复阻抗谱,采用简化的等效电路模型和净极化电流的理论,分析了高、低频率下晶粒和晶界对瓷体电阻的影响.     

尺寸效应对细晶粒BaTiO3陶瓷电滞现象的影响

考虑到转向极化和反向畴的成核生长过程的综合影响,引入了一个反映两种过程影响程度的比例参数,对细晶粒BaTiO3陶瓷的电滞回线进行了理论分析,其结论与试验结果是极其一致的,这将有助于深入了解晶粒尺寸效应对BaTiO3陶瓷极化影响的机制。     

钛酸钡纤维粉复合陶瓷体系的介电性能研究

本文用水热法制备出长１０～５０ｕｍ的纤维钛酸钡,将钛酸 纤维与钛酸钡粉体复合,压片烧结,利用纤维的晶轴定向性和粉体的添隙效应制和轩新型功能材料,通过ＳＥＭ、ＨＰ４１９２Ａ等分析方法对材料的微结构和铁电、介电性能进行分析,结果表明,纤维与粉体发生固溶,介纤维的定向性仍然存在;纤维的加入有利于提高复合体系的介电常数。     

BaTiO3多晶陶瓷表面态研究

文中系统地对BaTiO3陶瓷的表面态进行综述，认为表面态确实是PTC效应产生的根源所在，同时对表面态的组成（主要对表面态中金属阳离子空位，氧空位）、微量3d元素对表面受主态的显著影响以及表面必度的定量计算三方面进行分析，认为表面态研究的难点在于其组成的复杂性，认为用电介质理论定量计算表面态密度存在粗略性问题，同时对表面态的研究前景进行展望。     

Cu注入PTC BaTiO3陶瓷的复阻抗谱研究

对传统工艺汉制备的ＢａＴｉＯ３陶瓷进行了Ｃｕ元素的离子注入。在较宽的频率范围内和不同温度下对样品进行了阻抗测量，确定了样品的等效电路。根据阻抗谱分析了Ｃｕ注入ＢａＴｉＯ３多晶陶瓷晶粒、晶界电阻与温度的关系。     

稀土气相掺杂BaTiO3基PTC陶瓷的制备与电性能

采用稀土气相掺杂的方法制备了La,Pr,Gd改性的BaTiO3 基PTC陶瓷,通过室温电阻率和温-阻效应的测试及SEM分析,对其PTC特性进行了研究.结果表明:BaTiO3基PTC陶瓷经稀土气相掺杂后,室温电阻率明显下降,在不同粉料配方基础上制备的4组BaTiO3基PTC陶瓷,经La,Pr,Gd气相掺杂后,其室温电阻率分别下降为2.5×105、70.0、220.0、40.0、3.5×104、50.0、9.6、5.0 Ω·m以及1.3×104、98.5、2.3×104、32.4 Ω·m.而稀土液相掺杂的BaTiO3 基PTC陶瓷的室温电阻率均在104Ω·m以上.稀土气相掺杂BaTiO3 基PTC陶瓷的温-阻效应与稀土液相掺杂结果截然不同,产生了明显的NTCR效应.