Y_2O_3掺杂对BCZT无铅压电陶瓷性能影响

采用传统氧化粉末固相反应法制备出了稀土氧化钇Y_2O_3掺杂(Ba_(0.85)Ca_(0.15))(Ti_(0.9)Zr_(0.1))O_3[简称BCZT-xY]无铅压电陶瓷。通过X射线衍射仪(XRD)及扫描电镜(SEM)研究了不同Y_2O_3掺杂量(x=0.2%~0.8%,质量分数)对BCZT的相结构、显微组织的影响。结果表明,适量掺杂BCZT陶瓷均可获得单一的钙钛矿结构陶瓷,当x为0.6%时获得样品的衍射强度较大;所制陶瓷的电学性能随着Y_2O_3掺杂量的变化显著变化,在烧结温度为1 480℃时,当Y_2O_3掺杂量x为0.2%时,陶瓷电学性能最优,在1 k Hz频率下室温测得各项参数为:压电常数d_(33)=208 pC/N,介电损耗tanδ=0.0182,相对介电常数ε_r=5 172.97。适量Y_2O_3掺杂能够改善BCZT压电陶瓷的电学性能。     

Ba_xNi_(1–x)La_yFe_(12–y)O_(19)铁氧体的制备与磁性能研究

首先利用溶胶-凝胶法制备了BaxNi1–xFe12O19(x=0.2,0.4,0.6,0.8)样品,通过热重-差示扫描量热仪(TG-DSC)、X射线衍射仪(XRD)和振动试样磁强计(VSM)分析,确定了最佳煅烧温度和最佳Ba-Ni摩尔比。然后利用同样的方法制备了Ba0.6Ni0.4LayFe12–yO19(y=0,0.1,0.3,0.5)样品,利用场发射扫描电镜(FESEM)、XRD和VSM对产物进行表征分析。结果表明Ni2+取代Ba2+,进入其晶格内部,改变了铁氧体的磁性能。La3+的加入改变了铁氧体的矫顽力Hc、饱和磁化强度Ms和剩余磁化强度Mr。当y=0.3时,其Ms和Mr达到最大值,分别为51.0 A.m2/kg和32.3 A·m2/kg。     

Nd_2O_3掺杂对YIG铁氧体微观结构及磁性能的影响

采用固相反应烧结法制备了铁氧体材料Y_(3-x)Nd_xFe_5O_(12)(0≤x≤2),研究了不同烧结温度和Nd~(3+)掺杂量对样品微观结构和磁性能的影响。发现在Nd~(3+)掺杂量相同的情况下,样品密度随烧结温度的升高而升高,最终在1340℃接近饱和;晶格常数随着Nd~(3+)掺杂量的增加而增大,当x>1.5时,样品出现杂相;饱和磁化强度随着Nd~(3+)掺杂量的增加先增大后减小,x=1时,样品的饱和磁化强度达到最大值31.9 A·m~2·kg~(–1)。     

废旧锌锰电池制备Cu掺杂Mn-Zn铁氧体

以硝酸溶解废旧碱性锌锰电池所得的溶液为原料,以酒石酸为凝胶剂,采用sol-gel法制备出一系列Cu掺杂Mn-Zn铁氧体(Mn0.6–x/2Zn0.4–x/2CuxFe2O4,x=0.1,0.2,0.3和0.4)。经XRD、VSM测试,结果表明:Cu掺杂不仅没有改变Mn-Zn铁氧体的相结构,而且有利于尖晶石结构的形成;Cu掺杂后Mn-Zn铁氧体的Ms、Mr和Hc的变化趋势,都是先增大后减小,最适宜的掺杂量x为0.1。此时,Ms为2.66×105A/m,Mr为5.73×104A/m,Hc为1.6/π×104A/m。     

Al-N共掺杂ZnO:Mn稀磁半导体薄膜的结构与性能

采用反应磁控溅射法在室温下沉积前驱体氮化物,在大气环境、500℃下氧化退火30min后获得了Al-N共掺杂ZnO:Mn薄膜。研究了直流与射频反应磁控溅射对氧化退火薄膜结构和性能的影响。结果表明:两种工艺制备的退火薄膜均具有ZnO纤锌矿结构,且均为n型导电。射频溅射退火样品具有很好的c-轴择优取向,其表面光滑平整,表面粗糙度RMS值为1.2nm,且具有室温铁磁性,饱和磁化强度(Ms)和矫顽力(Hc)分别为46.8A·m–1和4.9×103A·m–1;而直流溅射退火样品表面凹凸不平,RMS值为25.8nm,室温下是反铁磁性的。     

Ca~(2+)、Zr~(4+)共替代对YAlIG铁氧体性能的影响

采用固相烧结法制备旋磁铁氧体材料Y_(3-x)Ca_xAl_(0.33)Fe_(4.6-x)Zr_xMn_(0.02)O_(12)(摩尔分数x=0、0.2、0.25、0.3、0.35)。详细研究了Ca~(2+)、Zr~(4+)共替代对钇铝石榴石(YalIG)铁氧体性能的影响。研究表明,Ca~(2+)、Zr~(4+)替代对YAlIG铁氧体的介电常数影响微弱。随着替代量x的增加,YAlIG的饱和磁化强度起初呈上升趋势,但当替代量过多时,会使材料中产生另相,反而降低材料的饱和磁化强度(4πMs)。适量Ca~(2+)、Zr~(4+)共替代会明显降低YAlIG材料的铁磁共振线宽,随替代量x的增加,YAlIG材料的铁磁共振线宽(ΔH)先下降后上升,在无另相产生前的最大替代量x=0.3时,材料ΔH获得最小值。     

CoFe_2O_4纳米颗粒的共沉淀法制备及其磁性能

采用共沉淀法制备了CoFe2O4纳米颗粒,运用XRD、TEM和VSM测试手段,研究了煅烧温度对CoFe2O4的结构、形貌以及磁性能的影响。结果表明:CoFe2O4纳米颗粒的粒径大小均匀;煅烧前与经200℃和600℃煅烧的CoFe2O4纳米颗粒晶粒度分别约为15,20和30nm;CoFe2O4纳米颗粒的粒径、Ms、Mr和Hc随着煅烧温度的升高而增大。当煅烧温度为600℃时,Ms约为67A·m2·kg–1,Hc为4.67×107A·m–1。     

锰锌铁氧体/锆钛酸铅复合陶瓷微结构及磁电性能研究

采用共沉淀法和溶胶-凝胶法制备了Mn_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Pb Zr_(0.52)Ti_(0.48)O_3(MZFO/PZT)复合陶瓷,研究了MZFO/PZT质量比对复合陶瓷微结构及磁电性能的影响。通过XRD、SEM、EDS对复合陶瓷的相结构、表面微结构、成分进行表征,通过LCR数字电桥、铁电分析仪、振动样品磁强计对复合陶瓷的介电性、铁电性、磁性进行研究。结果表明:复合陶瓷中存在少量杂相(Fe_2O_3)。不同质量比的复合陶瓷其居里温度(T_C)略有不同,T_C介于327℃和361℃之间。复合陶瓷的磁化强度与质量比呈非单调的变化关系。由于具有较强的界面效应,质量比为1∶1.5的复合陶瓷具有最大的饱和磁化强度和剩余磁化强度,分别为2.2071 A·m~2/kg和0.0304 A·m~2/kg。施加磁场后复合陶瓷的极化强度明显减小,表现出负的磁电耦合系数。     

Fe_3O_4磁性纳米颗粒的制备及性能表征

以Fe_2(SO_4)_3·6H_2O,FeSO_4·4H_2O和NH_3·H_2O为原料,采用化学共沉淀法制备Fe_3O_4磁性纳米颗粒,并通过XRD、FTIR、TEM和VSM手段,研究了反应温度对其结构、形貌和磁性能的影响。结果表明:制备的Fe_3O_4磁性纳米颗粒表面包裹了一层有机物质,呈球形,大小均匀,平均粒径在13nm左右,分散性好,饱和磁化强度Ms最大值可达53.38A·m~2·kg~(–1),且反应温度70℃时其磁性能最佳。     

Gd_2O_3掺杂对BZT基陶瓷结构和介电性能的影响

以碳酸钡、二氧化钛、二氧化锆等为主原料,以氧化钆为掺杂剂,采用传统固相法分别于1 250,1 280,1 300,1 330℃下制备了BaZr_(0.1)Ti_(0.9)O_3(BZT)+x Gd_2O_3(0≤x≤0.7%)陶瓷样品。XRD结果表明,Gd~(3+)掺杂后的陶瓷样品主晶相不变,均为钙钛矿结构。SEM结果表明,随着Gd3+掺杂量的增加,陶瓷的晶粒尺寸先减小后增大。陶瓷样品的体积密度和介电常数在x=0.2%,0.6%时出现较高值,介质损耗tanδ随Gd~(3+)掺杂量的增大呈减小趋势。Gd_2O_3掺杂改善了BZT陶瓷的介电温度特性,具有一定的移峰与压峰的作用。     

用废旧锂离子电池制备Cu2+掺杂钻铁氧体

以废旧锂离子电池为原料,柠稼酸为凝胶剂,采用sol-gel法制备出一系列Cu2+掺杂钴铁氧体Co1-xCuxFe2O4,研究了Cu2+的掺杂量对钴铁氧体微观结构和晶态的影响.结果表明:用废旧锂离子电池可以制备出磁性能优良的Cu2+掺杂钴铁氧体;最适宜的Cu2+掺杂量x=0.15,制得的样品的饱和磁化强度Ms为65.41...     

Nb添加对Fe-Y-B合金非晶形成能力和磁性能的影响

利用单辊快淬法制备了Fe74Y6-xNbxB20(x=0,1,2,3,4)非晶合金条带,利用XRD、HRTEM、DTA和VSM对样品的结构、非晶形成能力和磁性能等进行了测试。结果表明:Fe74Y6–xNbxB20(x=1,2,3,4)合金系的饱和磁化强度Ms>104 A.m2/kg,矫顽力Hc<1.59 kA/m,显示出良好的软磁性能。添加微量Nb扩大了非晶合金的过冷液相区,当Nb含量为摩尔分数1%时,过冷液相区Tx=63℃,此时合金具有最大的非晶形成能力,同时具有最大的饱和磁化强度(Ms=133 A.m2/kg)和最低的矫顽力(Hc=1.27 kA/m)。     

pH值和灼烧温度对Fe_2O_3粒子结构及磁性能的影响

以FeCl3为原料,尿素为添加剂,NaOH为pH值调节剂,采用sol-gel法制备出前驱体Fe(OH)3胶液。将其烘干、高温灼烧制备了磁性粒子Fe2O3。研究了pH值和灼烧温度对Fe2O3相成分和磁性能的影响。结果表明:当pH值为3,4,灼烧温度为450℃时,产物为高纯度γ-Fe2O3,饱和磁化强度Ms为12.8A·m2·kg-1;当pH值为7,灼烧温度为500℃时,产物是单相的α-Fe2O3,结晶完好,产物的饱和磁化强度Ms为3.1A·m2·kg-1。     

废旧锂离子电池水热法制备钕掺杂钴铁氧体

以废旧锂离子电池为原料,采用水热法制备了Nd3+掺杂的钴铁氧体。并用XRD和振动样品磁强计(VSM)研究了Nd3+的掺杂量对钴铁氧体的相结构和磁性能影响。结果表明:所有产品均呈尖晶石结构,当掺杂的Nd3+摩尔分数为1.0%时,产品具有较好的磁性能。产品的Ms为3.954×105A/m,Mr为1.954×105A/m,Hc为82.47kA/m。     

废旧镍氢电池溶胶–凝胶法制备Ni_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4的研究

以硫酸溶解废旧镍氢电池所得溶液为原料,采用溶胶–凝胶法制备出纳米晶镍钴铁氧体。借助于XRD、TG和VSM对产品的相结构和磁性能进行研究,并进一步探讨制备过程中的影响因素。结果表明,溶胶–凝胶法制备镍钴铁氧体的适宜条件为:柠檬酸与金属离子总量的摩尔比1:1,溶液的pH值7.0,煅烧温度850℃,煅烧时间3 h。该条件下所制得产品的剩余磁化强度为13.635 A.m2/kg,矫顽力为32.5 kA/m,饱和磁化强度为50.713 A.m2/kg。     

氧化物掺杂ZnO-Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3复合陶瓷的制备及电性能研究

采用固相法制备了氧化物掺杂ZnO-Ba0.8Sr0.2TiO3复合陶瓷,并利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对其晶相及微观形貌进行了观测;另外,研究了氧化物掺杂对陶瓷介电性能及压敏性能的影响。结果表明,当掺杂摩尔分数为0.50%的Bi2O3和0.50%的Sb2O3时,陶瓷在室温下的εr为36402,tanδ为0.065;在此基础上继续掺入0.25%的MnO和0.35%的Cr2O3,陶瓷的非线性系数α为5.4,漏电流IL为1.5×10–6A/mm2,压敏电压为3.0V。Bi2O3、Sb2O3、MnO和Cr2O3掺杂使ZnO-Ba0.8Sr0.2TiO3复合陶瓷的介电性能和压敏性能同时得到了有效提高。     

双施主掺杂对BaTiO_3基PTC陶瓷性能的影响

研究了Nb2O5和Y2O3双施主一次掺杂对PTC BaTiO3陶瓷性能的影响。探讨了Nb2O5和Y2O3的作用机制,结果表明:Nb2O5主要是起施主作用;而Y2O3既可作为施主,又可起受主作用。添加适量的Y2O3,不仅可以降低电阻率,还可以提高升阻比。另外,还对改变施主掺杂顺序所产生的PTC效果进行了比较,发现施主二次掺杂的效果不如一次掺杂好。