Al2O3掺杂ZnO压敏陶瓷的晶粒生长研究

研究了Al2O3掺杂对ZnO压敏陶瓷晶粒生长规律的影响,应用晶粒生长动力学方程确定了晶粒生长的动力学指数和激活能.实验结果表明,对于Al2O3掺杂ZnO压敏陶瓷,其晶粒生长的动力学指数n等于4,激活能Q等于(400±26)kJ/mol.Al2O3掺杂ZnO压敏瓷的晶粒生长机理是ZnAl2O3尖晶石颗粒在ZnO压敏瓷晶粒边界钉扎过程中Al3+和O2-通过ZnAl2O4尖晶石的扩散.     

晶粒可控BaTiO3-CoFe2O4磁电复合陶瓷制备及生长机制研究

采用全溶液络合法合成了BaTiO3-CoFe2O4混合粉体,用X射线衍射仪对反应产物进行了表征,分析了不同热处理温度对粉体合成的影响.用X射线衍射仪、扫描电镜对由前述预制粉体烧成的磁电陶瓷进行了微观表征,观测到由不同热处理粉体烧成的陶瓷晶粒形貌显著不同,形成了可控晶粒的磁电耦合材料.以全溶液法合成的该磁电陶瓷中,两相晶体各自析出长大,同时CoFe2O4依附于BaTiO3上生长,两种晶体因共格而形成良好的相界面层,对获得较好的磁电耦合性能作用明显.     

MgTiO3基微波介质陶瓷的掺杂改性及低温烧结技术

阐述了MgTiO3基微波介质陶瓷材料掺杂改性的基本原则,系统介绍了τf补偿剂和低温烧结助剂的选用规律,总结概括了制备MgTiO3基微波介质陶瓷材料常用的添加剂的种类及其对材料性能的影响;重点评述了近年来MgTiO3基微波介质陶瓷材料掺杂改性的研究进展,并对目前MgTiO3基微波介质陶瓷存在的问题和今后研究发展趋势进行了展望.     

添加SiO2,Al2O3等的PTC BaTiO3陶瓷的物质传递与晶粒生长

本文采用“同心圆”式试样,观察 SiO_2、Al_2O_3等添加物对 PTC BaTiO_3陶瓷的物质传递及晶粒生长的影响,实验结果证实了添加 SiO_2、Al_2O_3等的 PTC BaTiO_3陶瓷,呈现出液相烧结的特征。实验结果表明:(1)液相烧结中的物质传递,除了与液相量等有关之外,还与该温度下液相传递通道(晶界数量)等因素有关。(2)SiO_2、Al_2O_3等添加物能有效地抑制 PTC BaTiO_3陶瓷的晶粒生长。     

烧结条件对La、Mn掺杂BaTiO3基PTCR材料性能的影响

采用低温固态反应合成了La、Mn掺杂纳米钛酸钡基固溶体粉体，研究了各种烧结条件对其PTC材料性能的影响。实验表明，随着烧结温度的升高，材料的室温电阻先减后增，而升阻比基本呈先增后减的变化规律。随着保温时间的增长，材料的室温电阻也呈现先减后增的规律，且电阻温度系数逐渐增大。当烧结温度为1330℃，保温时间为30min时，制得了室温电阻率为72．97Ω·cm，升阻比和电阻温度系数分别为5．55×10^4和18.41％/℃的性质优良的PTC陶瓷材料。同时，对于各种变化规律给予了一定的理论解释。     

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.     

烧结工艺对BaTiO3系PTC材料性能的影响

讨论了烧结工艺对PTC材料性能的影响机理,对烧结工艺作了种种实验,得出了具体的BaTiO_3系PTC材料的最佳烧结条件。     

BaTiO3陶瓷的低温冷烧结制备及性能研究

近年来, 冷烧结低温制备陶瓷引起了很大关注, 并在BaTiO₃陶瓷的制备上取得了一定进展。为了提高冷烧结BaTiO₃陶瓷性能, 本研究采用水热法制备了分散性好、粒径为100 nm的四方相(晶格参数c/a为1.0085) BaTiO₃粉末。采用0.1 mol/L的乙酸在100 ℃/1 h的条件下对粉末进行水热活化处理。以质量分数10% Ba(OH)₂·8H₂O为熔剂, 在350 MPa、400 ℃/1 h的条件下对粉体进行冷烧结, 最后经600 ℃/0.5 h退火获得了相对密度为96.62%、晶粒尺寸为180 nm, 常温介电(ε_r)为2836, 介电损耗(tanδ)低至0.03的BaTiO₃陶瓷。乙酸处理后高活性粉末表面形成的非晶钛层有效促进了陶瓷的致密化, 抑制了杂相的生成和晶粒长大, 提高了介电性能, 大幅改善了冷烧结BaTiO₃陶瓷出现的介电弥散现象, 从而实现了BaTiO₃陶瓷的低温冷烧结制备。     

微波烧结氧化锌压敏电阻的致密化和晶粒生长

研究了微波烧结的ZnO压敏电阻的致密化和生长动力学, 微波烧结温度从900～1200℃, 保温时间从20min～2h. 研究表明, 微波烧结ZnO压敏电阻的物相组成和传统烧结的样品没有区别; 微波烧结有助于样品的致密化, 并降低致密化温度. 随着烧结温度的升高, 致密化和反致密化作用共同影响样品的密度, 其中Bi的挥发是主要影响因素. 微波烧结ZnO压敏电阻的晶粒生长动力学指数为2.9～3.4, 生长激活能为225kJ/mol, 传统烧结的ZnO压敏电阻的晶粒生长动力学指数为3.6～4.2, 生长激活能为363kJ/mol. 液相Bi₂O₃、尖晶石相和微波的“非热效应”是影响微波烧结ZnO压敏电阻陶瓷晶粒生长的主要因素.     

Sm2O3掺杂BaTiO3陶瓷的结构与电性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂不同浓度Sm₂O₃(分别为0.001,0.002,0.003,0.005,0.007mol)的BaTiO₃陶瓷,并对其结构与电性能进行了研究.结果表明:Sm₂O₃掺杂BaTiO₃陶瓷的晶型在室温下为四方相,而且随着Sm₂O₃掺杂浓度的增加,BaTiO₃陶瓷的晶粒尺寸变小,说明Sm₂O₃掺杂对BaTiO₃陶瓷晶粒的生长有一定的抑制作用;Sm₂O₃掺杂BaTiO₃陶瓷的电阻率比纯BaTiO₃陶瓷明显下降,当添加量为0.001mol时,电阻率最小,.从4.3×109Ω·m下降为6.536×103Ω·m;Sm₂O₃掺杂BaTiO₃陶瓷的晶粒电阻随着温度的变化,呈现NTC效应,而晶界电阻随着温度的变化,呈现PTC效应,且晶界电阻远远大于晶粒电阻,说明该材料的PTC效应是由晶界效应引起的.     

纳米BaTiO3粉末的制备及烧结工艺的优化

利用溶胶-凝胶工艺制备了成分均匀、尺寸分布窄的BaTiO3陶瓷纳米微粉,分析了AST掺杂、烧结温度和保温时间对BaTiO3陶瓷显微形貌的影响,利用人工神经网络(ANN)BP模型优化工艺参数,获得了具有结构致密dr=98%、粒度均匀dmax/da=1.20、晶粒尺寸da=2μm的BaTiO3陶瓷.     

原料预处理对BaTiO3压电陶瓷的物性影响

BaCO₃微粉原料通常由尺寸较大的棒状颗粒所组成, 这些棒状颗粒在一次球磨过程中由于不容易粉碎, 从而对经预烧、二次球磨所得到的BaTiO₃陶瓷微粉的化学组分的均匀性和颗粒度产生影响, 进而影响后序烧结制备的BaTiO₃陶瓷的微观组织结构和压电性能。本研究重点探讨了以BaCO₃和TiO₂为原料、通过固相反应途径制备BaTiO₃陶瓷时, 实施原料预处理对所制备的BaTiO₃压电陶瓷物性的影响。研究发现, 配料前对BaCO₃原料实施球磨预处理可明显地降低棒状颗粒的尺寸, 从而可获得颗粒度细化的BaTiO₃陶瓷微粉, 进而制备致密度更高和晶粒尺寸更小而压电性能更高的BaTiO₃陶瓷材料。研究中对BaCO₃微粉进行不同时间的球磨预处理, 然后制备钛酸钡陶瓷, 考察了其压电性能、介电性质、铁电性能和微观结构等物理性质。利用同样的BaCO₃微粉原料, 未经球磨预处理所制备的BaTiO₃陶瓷的压电系数d₃₃最高值为410 pC/N, 而实施合适的球磨预处理制备的BaTiO₃陶瓷的压电系数d₃₃最高值可达470 pC/N。     

施受主杂质La,Mn共掺BaTiO3陶瓷PTC特性的研究

采用溶胶－凝胶法制备施主杂质Ｌａ和受主杂质Ｍｎ均相共掺ＢａＴｉＯ３半导体陶瓷。掺杂过程中以Ｌａ、Ｍｎ的硝酸盐水溶液代替醇盐实现相掺杂,改善组分均匀性。讨论了受主杂质Ｍｎ的浓度与陶瓷ＰＴＣ性能的关系,并结合ＸＰＳ测量结果,对其影响ＰＴＣ效应的生观机制进行探讨。     

不同稀土元素掺杂对钛酸钡陶瓷导电性的影响

采用溶胶－凝胶法制备了１４种稀土掺杂的ＢａＴｉＯ３超细粉体（ＲＥ＝Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂ，Ｌｕ），用一般陶瓷工艺将这些超细粉体分别烧成了１４种稀土掺杂的ＢａＴｉＯ３陶瓷，测得了这些陶瓷体的电阻率并对Ｅｕ和Ｙｂ掺杂的ＢａＴｉＯ３陶瓷成绝缘体的原因进行了初步讨论。     

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。     

BaTiO3-ZnNb2O6陶瓷介电及储能性能研究

采用固相法制备(1-x)BaTiO₃-xZnNb₂O₆ (x=0.5mol%, 1mol%, 1.5mol%, 2mol%, 3mol%, 4mol%) (简称BTZN)陶瓷, 研究了BTZN陶瓷的烧结温度、结构、介电性能和铁电性能。BTZN陶瓷烧结温度随着ZnNb₂O₆含量增加逐渐降低。XRD结果表明当ZnNb₂O₆含量达到3mol%时出现第二相Ba₂Ti₅O₁₂。介电测试结果表明随ZnNb₂O₆含量的增加, BTZN陶瓷介电常数逐渐减小, 而介电常数的频率稳定性逐渐增强。介电温谱表明所有BTZN陶瓷均符合X8R电容器标准。BTZN陶瓷的极化强度值随着ZnNb₂O₆含量的增加逐渐降低。当x=4mol%时, BTZN陶瓷获得240 kV/cm的击穿电场和1.22 J/cm ³的可释放能量密度。     

限流BaTiO3陶瓷PTCR元件化学沉积欧姆电极的研究

本文对程控交换机用过流保护ＢａＴｉＯ３陶瓷ＰＴＣＲ元件不同化学沉积镍和铜电极的耐工频电流冲击性能和稳定性进行了比较研究，对所得结果进行了充分的讨论。     

陶瓷材料微波烧结研究

陶瓷微波烧结技术是一门具有实用价值和应用前景的新颖烧结技术。它与常规烧结法相比具有：（１）改进材料的显微结构和宏观性能；（２）省时节能；（３）极高的升温速率等优点。本文对微波烧结的优点、机理、设备、工艺及发展和展望进行了分析和讨论。