共沉淀法合成磷酸盐陶瓷Ca_(1-x)Ba_xZr_4P_6O_(24)粉体的研究

用共沉淀法合成了磷酸锆钡钙 [Ca1 -xBaxZr4(PO4) 6 ,0≤x≤ 1]陶瓷粉体的先驱体 ,研究了消除团聚并获得结晶良好、配比准确的单相Ca1 -xBaxZr4(PO4) 6 粉体的方法 .结果表明 :在共沉淀反应过程中控制pH =9,并采用低分子有机溶剂分散处理共沉淀物 ,可有效防止反应过程及液固分离过程中团聚体的形成 ,使制备的粉体具有较窄的粒度分布 ,平均粒径 2 μm左右 ;采取反加料顺序并保持沉淀剂过量 ,可避免分别沉淀 .将先驱体在 90 0℃下煅烧 2h后 ,经XRD分析发现为单相的Ca1 -xBaxZr4(PO4) 6 粉体     

K2(1-x)SrxZr4(PO4)6陶瓷力学及介电性能研究

K2(1-x)SrxZr4(PO4)6 (x=0,0.5,1.0,简称KSZP)属于NZP族材料.本文用直接共沉淀法合成了KSZP粉体.粉料添加质量分数分别为3%的ZnO和3%的SiO2作为助烧剂在100MPa压力下单面加压成型,坯体在1100℃下无压烧结制成KSZP陶瓷.讨论了KSZP陶瓷的抗弯强度及介电性能与工艺参数间的关系,并用扫描电镜对陶瓷断面进行观察,用压汞仪对气孔率进行测试.实验测得KSZP陶瓷的抗弯强度分别为109.00MPa、 88.32MPa和72.18MPa,介电常数为7.26、5.12和4.52,均属于低介电材料.     

CaZr4(PO4)6陶瓷力学及介电性能研究

CaZr4（PO4）6（简称CZP）属于NZP族材料。本文用共沉淀法合成了CZP粉体。粉料添加3％的Zn0作为助烧剂在100MPa压力下单面加压成型，坯体在1100℃下无压烧结2h制成CZP陶瓷。讨论了CZP陶瓷的抗弯强度及介电性能（包括介电常数和介质损耗）与工艺参数间的影响关系，并用扫描电镜对陶瓷断面进行观察。实验测得CZP陶瓷的抗弯强度为59．45MPa，介电常数为3．85，属于低介电材料。     

Y掺杂Ca_(1-x)Y_(2x/3)Cu_3Ti_4O_(12)陶瓷的制备及其介电性能研究

采用固相反应法制备了Y掺杂的CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)陶瓷,研究了Y掺杂量对Ca_(1-x)Y_(2x/3)Cu_3Ti_4O_(12)(x=O%,1%,3%,5%)陶瓷的物相结构、微观形貌和介电性能影响,对Y掺杂影响CCTO陶瓷介电性能的机理进行了分析。结果表明:Y掺杂量在1~5 mol%时对CCTO陶瓷的相结构基本无影响;然而,当Y掺杂量达到3 mol%时,CCTO陶瓷的晶粒长大被明显抑制。Y掺杂量为1~3 mol%时,不仅可以提高CCTO陶瓷的介电常数,而且可以同步降低其介电损耗,从而有助于CCTO陶瓷的综合介电性能的提升。     

SrSn_4P_6O_(24)粉料的合成

本研究的目的在于根据NZP[NaZr2 (PO4) 3]晶体化学特性 ,设计出一新的NZP化合物SrSn4P6 O2 4(SSP) ,为二元及多元NZP热膨胀调整提供新的单元组成 .为此 ,本研究采用固相法、共沉淀法及水热法进行了合成实验 ,并做了XRD ,SEM ,TEM及IR光谱检测 .结果表明 :3种方法都能合成SSP ,其中以共沉淀法合成的物相最纯 ,固相法合成的SSP的X射线衍射强度最大 .粉料的颗粒形貌取决于合成条件及合成方法 ,水热法在使用磷酸作矿化剂时获得了单分布形状为正六边形的颗粒 ,物相为单斜相 .使用水和氢氧化钠为矿化剂时 ,颗粒为近似方形及圆形 ,均为NZP相     

蜂窝堇青石陶瓷负载的CaZr_4P_6O_(24)涂层的制备及表征

采用溶胶-凝胶法制备了化学组成为CaZr4P6O24(CZP)的溶胶态前驱物,用其涂覆薄壁蜂窝堇青石陶瓷,经过700℃焙烧2h转化为具有低热膨胀特性的结晶态CZP涂层。用X射线衍射和BET(Brunauer-Emmett-Teller)氮吸附法表征了涂层的物相和孔结构,用扫描电镜观察了涂层表面及涂层与基体的界面结合处的形貌,用能量色散光谱仪分析了涂层中的元素分布及含量。结果表明:在蜂窝堇青石陶瓷基体上形成的涂层组成为CZP;表面沉积了19.5%(质量分数)CZP的蜂窝堇青石陶瓷的BET比表面积、孔体积和平均孔径分别为16.4m2/g,0.0225mL/g和2.74nm。CZP涂层与蜂窝堇青石基体的界面结合良好。发动机台架性能试验结果表明:CZP-蜂窝堇青石复合载体负载的单钯催化剂表现出与γ-Al2O3-蜂窝堇青石负载的单钯催化剂相近的三效转化活性。     

Ba(1-x)LaxTi(1-y)FeyO3陶瓷微观结构与介电性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了Fe和La共掺杂BaTiO_3基陶瓷,并且用XRD与SEM对所合成的样品进行分析表征。考察了Fe和La掺杂量对BaTiO_3基陶瓷的相组成、表面形貌以及介电性能的影响。结果表明:BaTiO_3基陶瓷均呈现单一的钙钛矿结构;随着Fe和La的掺杂量的增加,BaTiO_3基陶瓷从四方相转变为立方相,陶瓷的晶粒尺寸呈现增大的趋势,室温介电常数先增大后减小,而室温介电损耗随着Fe和La的掺杂量的增大几乎没有影响。当Fe和La的掺杂量各为4mol%时,室温介电常数达到最大值6333,介电损耗较小约为0.016。     

Li2Zn3(1-x)Ca3xTi4O12微波陶瓷介电性能研究

本文以Li2CO3,ZnO,CaCO3,TiO2为原料,采用固相反应法制备了Li2Zn3(1-x)Ca3xTi4O12(x=0,0.05,0.1,0.15)陶瓷,并研究了CaTiO3固溶量对其显微结构和微波介电性能的影响.结果表明:Li2Zn3Ti4O12晶相中固溶CaTiO3相,晶胞参数会增大;少量CaTiO3相固溶于Li2Zn3Ti4O12陶瓷后,提高了Li2Zn3Ti4012陶瓷的烧结温度及其介电常数,但降低了其品质因素,可增大其温频系数.在1100℃/2 h烧结条件下,Li2Zn2.7Ca0.3Ti4O12陶瓷微波介电性能达到:εr=24,Q×f=50000 GHz,Tf=-25×10-6/℃.     

MgO掺杂Ca_(0.85)Sr_(0.15)Cu_3Ti_(4.01)O_(12)陶瓷的制备及介电性能

首先研究了Ti缺失和过量对Ca_(0.85)Sr_(0.15)Cu_3Ti_(4+x)O_(12)陶瓷粉体(x=-0.005～0.020)相结构的影响,再采用传统固相法制备了MgO掺杂(0～25 mol%)Ca_(0.85)Sr_(0.15)Cu_3Ti_(4.01)O_(12)陶瓷,主要研究了MgO含量变化对Ca_(0.85)Sr_(0.15)Cu_3Ti_(4.01)O_(12)陶瓷晶相结构、显微结构和介电性能的影响。结果表明:x=-0.005～0.005时有少量的CuO杂相存在,当x=0.010时得到了单一的类钙钛矿结构,Ti含量进一步增加出现了少量的TiO_2杂相;随着MgO掺量的增加,晶粒尺寸逐渐增大,在MgO掺量为1 mol%时,体积密度达到最大为4.98 g/cm~3,相对密度为98.76%。陶瓷的室温介电常数和介电损耗均是先增大后减小,在MgO掺量为5 mol%时,陶瓷的介电常数达到最大值1.01×10~5(10 kHz),介电损耗为0.183。在40～100 kHz频率范围内,介电常数均在4.78×10~4以上,具有良好的频率稳定性。     

(La_(1-x)Sm_x)_2Zr_2O_7陶瓷材料制备、表征及介电性能

采用固相反应法制备了(La_(1-x)Sm_x)_2Zr_2O_7陶瓷材料,采用XRD和FT-IR技术分析了其晶体结构,用SEM技术分析了其显微组织,用阻抗仪测试其介电性能。结果表明,所制备(La_(1-x)Sm_x)_2Zr_2O_7陶瓷具有单一的焦绿石晶体结构,其显微组织致密,晶粒大小比较均匀,晶界十分干净。介电常数随掺杂量的增加而减小,介电常数的变化主要是由于分子总极化率随掺杂量的增加而减小。     

MgO添加量对CaZr_4(PO_4)_6陶瓷力学及介电性能影响研究

CaZr4(PO4)6(简称CZP)属于NZP族材料。用直接共沉淀法合成了CZP粉体,粉料添加2%到10%五种不同质量分数的MgO作为助烧剂在100MPa压力下单面加压成型,坯体在1300℃下无压烧结制成CZP陶瓷。对五种CZP陶瓷的抗弯强度及介电性能(包括介电常数和介质损耗)进行分析,并用扫描电镜对陶瓷断面进行观察,测试结果表明MgO添加量4%质量分数时,CZP陶瓷的综合性能最好。     

(1-x)Li1.0125MgPO4-xBa3(VO4)2复相陶瓷的制备及其微波介电性能

采用固相烧结法制备(1–x)Li_(1.0125)Mg PO_4–x Ba_3(VO_4)_2复相陶瓷,研究了Ba_3(VO_4)_2掺杂对复相陶瓷相组成、烧结特性、显微组织和微波介电性能的影响。结果表明:(1–x)Li_(1.0125)Mg PO_4–x Ba_3(VO_4)_2陶瓷中仅存在Li_(1.0125)Mg PO_4和Ba_3(VO_4)_2相。Ba_3(VO_4)_2的添加能明显降低Li_(1.0125)MgPO_4陶瓷的烧结温度。随着Ba_3(VO_4)_2含量的增加,复相陶瓷的相对介电常数ε_r逐渐增大,品质因子Q×f逐渐减小,谐振频率温度系数τ_f由负值逐渐变为正值。通过调节x值,可获得近零的τ_f值。0.5Li_(1.0125)MgPO_4–0.5Ba_3(VO_4)_2复相陶瓷经875℃烧结2 h后具有最佳微波介电性能,即ε_r=9.72,Q×f=57 347 GHz,τ_f=-1.9×10~(-6)/℃,是一种极具潜力的低温共烧介质材料。     

SrBi_4Ti_4O_(15)陶瓷薄膜的铁电性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了CaxSr1-xBi4Ti4O15铁电陶瓷薄膜,并研究了Ca掺杂量、退火温度以及保温时间对SrBi4Ti4O15陶瓷薄膜铁电性能的影响。研究结果表明,当Ca掺杂含量为0.4%,退火温度为750℃,保温时间为5 min时,样品的铁电性能最好。     

Mn掺杂BaTi_4O_9陶瓷结构和介电性能

用电子陶瓷工艺制备主晶相为BaTi4O9(BT4)的介电陶瓷 ,研究用锰掺杂的BaTi4O9陶瓷的结构和介电性能。XRD研究表明BaTi4O9属正交晶系 ,空间群Pmmn ,晶格常数为a =1.45 3nm ,b =0 .3 79nm ,c=0 .62 9nm ,每个原胞有两个分子 ,钛原子位于变形的氧八面体之中。这种氧八面体的极化类似于或大于在BaTiO3和PbTiO3铁电相观察到的极化。锰掺杂极大地增强了Q值 ,在 1MHz下测得的Q值为 125 0 0 .而没有掺杂的陶瓷有高的损耗 ,这可能是由于在空气中烧结时形成Ti3+ ,显然锰的作用是在缺陷平衡中作为一种补偿剂 ,依据反应 :Mn3+ +Ti3+ Mn2 + +Ti4+ ,可能有助于Ti4+ 的形成 .BaTi4O9陶瓷具有优良的介电性能 :低介质损耗、中等介电常数和低的介电常数温度系数 .此种陶瓷制造成多层陶瓷电容器开拓了一种新的应用领域 .     

Ca(Mg_(1–x)Co_x)Si_2O_6陶瓷的烧结性能与微波介电性能

通过Co2+对Mg2+的取代,探讨不同x值下Ca(Mg1–xCox)Si2O6陶瓷的物相组成、烧结性能、微观结构以及微波介电性能。结果表明:Co2+对Mg2+的取代,可将Ca(Mg1–xCox)Si2O6陶瓷的烧结温度从1300℃降低至1 175℃;Co2+在Ca(Mg,Co)Si2O6中的固溶极限在0.2~0.3之间,Mg2+在Ca(Co,Mg)Si2O6中的固溶极限在0.3~0.4之间,当x位于0.3~0.6之间时,出现Ca(Mg,Co)Si2O6与Ca(Co,Mg)Si2O6两相共存;无论是Co2+固溶入Ca Mg Si2O6,形成Ca(Mg,Co)Si2O6,还是Mg2+固溶进入Ca Co Si2O6,形成Ca(Co,Mg)Si2O6,陶瓷晶粒均随固溶度的增大,出现异常长大,进而恶化陶瓷的品质因数。当x=0.5时,Ca(Mg,Co)Si2O6与Ca(Co,Mg)Si2O6两相共存,有效细化了陶瓷晶粒尺寸,1 225℃烧结后,陶瓷的微波介电性能为εr=8.04,品质因数Q×f=59 108 GHz,谐振频率温度系数τf=–51.02×10–6/℃。     

(1-x)BCZT-xKNNLN无铅压电陶瓷的结构与电性能研究

为了获得高性能无铅压电陶瓷材料,本文采用传统固相烧结反应法制备了(1-x)(Ba_0.85Ca_0.15Zr_0.08Ti_0.92)-x (K_0.5Na_0.5NbO₃-LiNbO₃)(简称(1-x)BCZT-xKNNLN)无铅压电陶瓷并系统地研究了KNN含量的增加,整体电学性能的变化。研究结果表明：制备的无铅压电陶瓷具有纯的钙钛矿结构;当KNN的含量为0.4mol时,晶粒尺寸趋于一致,致密性提高,且达到了最佳的电学性能d₃₃～315pC/N, kp～0.46,ε_r～1357,tanδ～0.025。当KNN含量超过0.4mol时,整体性能逐渐下降。     

(1-x)KNN-xNKBT无铅压电陶瓷的结构及其电性能研究

采用传统固相法制备了(1-x)K0.5Na0.5NbO3-x(Na0.8K0.2)0.5Bi0.5TiO3(x=0-5%)无铅压电陶瓷,研究了(Na0.8K0.2)0.5Bi0.5TiO3的不同引入量对其物相结构、显微形貌、介电性能以及压电性能的影响。结果表明:所有样品都具有钙钛矿结构;随着x的增加,室温下样品从正交相逐渐向四方相过渡并且居里温度向低温方向移动,样品的压电常数d33与机电耦合系数kp均先升高后降低。该体系多晶型转变PPT位于2%≤x≤3%,当x=3%时,样品的压电性能达到最佳,其中:d33=189pC/N,kp=41%,Qm=96,tanδ=0.028。     

溶胶渗透对BST-Ba_4Ti_(13)O_(30)复合陶瓷烧结及介电性能的影响

采用混相烧结法制备了x vol%Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3-(100-x) vol%Ba_4Ti_(13)O_(30)(x=8～24)复合陶瓷(记为BSTBT/4/13),研究了相组成、Ba TiO_3溶胶渗透对复合陶瓷的烧结、介电性能的影响。研究结果表明:随着BST含量的降低,BST-BT/4/13复合陶瓷的烧结性能提高、介电常数及调谐率降低;BaTiO_3溶胶渗透工艺可以提高烧结性能、调谐率及温度稳定性,尤其可以显著降低低频(1 KHz)下的介电损耗。组分x=16试样经溶胶渗透处理可获得较好的综合性能:1240℃的烧成温度、0.02的损耗(1 KHz)及在直流偏置场强为10 kV/cm下可达3.5%的调谐率。     

Fe_2O_3掺杂BaZr_(0.1)Ti_(0.9)O_3陶瓷介电性能的研究

采用传统固相法分别于1250℃、1280℃、1300℃、1330℃下制备了BaZr_(0.1)Ti_(0.9)O_3+xmol%Fe_2O_3(0≤x≤1.25)陶瓷样品。XRD结果表明,Fe~(3+)掺杂后的陶瓷样品均为钙钛矿结构。SEM表明,掺杂Fe~(3+)后陶瓷的晶粒尺寸减小。随着掺杂量的增加,陶瓷样品的体积密度ρv和介电常数ε先增大后减小,介质损耗tanδ先减小后增大。1300℃烧结,x=1.00%的陶瓷样品介电性能最好,ρv=6.03 g/cm3,ε=4560,tanδ=0.004。     

富含CuO的CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷显微结构和介电性能的研究

CaCu3Ti4O12陶瓷具有巨介电性,有助于电容器、存储器等电子器件向高性能化和尺寸微型化的进一步发展。研究了富含CuO对CaCu3Ti4O12陶瓷的显微结构和介电性能的影响,结果表明:富含CuO可促进CaCu3Ti4O12陶瓷晶粒的长大和提高均匀性,富含CuO有利于增加CaCu3Ti4O12陶瓷的介电性能的稳定性,且介电性能的稳定性跟陶瓷晶粒的均匀性有着一定的关系。