Dy2O3和La2O3掺杂对BaTiO3铁电陶瓷介电特性的影响

对BaTiO3和BaTiO3-Co2O3系组成进行了Dy2O3和La2O3稀土改性的研究,考察了该系统的介电温度特性和耐电性能,观察了样品的显微结构,讨论了Dy2O3和Dy2O3和La2O3在改变BaTiO3铁电温谱特性的作用,结果表明：Dy2O3和La2O3的掺杂效果存在差异,Dy2O3掺杂明显促进BaTiO3细晶化,而La2O3掺杂呈现出对BaTiO3基介质材料的Curie峰更强的压峰和移峰效应,在BaTiO3-Nb2O5-Co2O3-Dy2O3系统中可获取高介高压特性瓷料,其介电常数≈3000,tgδ＜1．5％,介电温谱符合“X7R”标准,击穿强度可达7－8kV/mm。     

水热法制备钕掺杂BaTiO3粉体及其介电性能研究

以BaCl2·2H2O、TiCl4和NdCl3为原料,采用水热法制备了掺钕的BaTiO3纳米粉体,并经高温烧结后得到瓷体。利用DTA、XRD、SEM等测试手段,分析了钕掺杂对钛酸钡粉体及其陶瓷电性能的影响。研究表明,掺杂后,钕固溶到了钛酸钡的晶格中并取代钡位或钛位。钕的掺杂有助于获得细晶高致密的陶瓷,当W(NdCl3)%为0.6时,致密度最高,常温下相对介电常数高达5650,击穿场强达到3.5kV/mm。     

Mn掺杂BaTi4O9陶瓷结构和介电性能

用电子陶瓷工艺制备主晶相为BaTiO9(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BaTiO9属正交晶系,空间群Pmmn,晶格常数为a=1.453nm,b=0.379nm,c=0.629nm,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12500。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的Ti^3 ,显然锰的作用是在缺陷平衡中作为一种补偿剂,依据反应：Mn^3 Ti^3 →Mn^2 Ti^4 ,可能有助于Ti^4 的形成,BaTi4O9陶瓷具有优良的介电性能;低介质损耗、中等介电常数和介电常数温度系数。此种陶瓷造成多层陶瓷电容器开拓了一种新的应用领域。     

Nd2Ti2O7-BaTiO3-TiO2系陶瓷的相结构和介电性能研究

对Ｎｄ２Ｔｉ２Ｏ７－ＢａＴｉＯ３－ＴｉＯ２系陶瓷的相结构和介电性能进行了研究。研究结果表明：少量Ｎｄ２Ｔｉ２Ｏ７（ＮＴ）掺杂到,ＢａＴｉＯ３（ＢＴ）中后形成铁电固溶体材料,其Ｃｕｒｉｅ温度随ＮＴ含量的增加向负温方向移动,同时,材料的晶粒尺寸不断增大;在ＮＴ－ＢＴ－ＴｉＯ２三元系统中,当ＢＴ含量低于６０％（质量分数）时,调整三者的配比,可使烧结后生成的ＢａＮｄ２Ｔｉ５Ｏ１４,Ｂａ２Ｔｉ９Ｏ２０,Ｎｄ     

Dy_2O_3和La_2O_3掺杂对BaTiO_3铁电陶瓷介电特性的影响

对BaTiO3 和BaTiO3-Nb2 O5-Co2 O3 系组成进行了Dy2 O3 和La2 O3 稀土改性的研究 ,考察了该系统的介电温度特性和耐电性能 ,观察了样品的显微结构 ,讨论了Dy2 O3 和La2 O3 在改变BaTiO3 铁电温谱特性的作用 .结果表明 :Dy2 O3 和La2 O3 的掺杂效果存在差异 ,Dy2 O3掺杂明显促使BaTiO3 细晶化 ,而La2 O3 掺杂呈现出对BaTiO3 基介质材料的Curie峰更强的压峰和移峰效应 .在BaTiO3-Nb2 O5-Co2 O3-Dy2 O3 系统中可获取高介高压特性瓷料 ,其介电常数≈ 3 0 0 0 ,tgδ <1.5 % ,介电温谱符合“X7R”标准 ,击穿强度可达 7～ 8kV/mm     

多晶BaTiO3陶瓷的纳米非均匀性与电性能

发现了多晶ＢａＴｉＯ３陶瓷晶界附近的化学组成具有纳米尺度上的非均匀性，研究了非均匀性对陶瓷电性能的作用。ＰＴＣ热敏电阻器的电阻温度关系可用势垒模型说明：ＢＬ电容器的介电温谱要用壳层模型才能解释，这种差别主要由于晶界区的纳米非均匀性。     

Sb2O3掺杂对ZnO压敏陶瓷晶界特性和电性能的影响

制备了掺有Sb2O3不同掺杂量ZnO压敏陶瓷样品,采用扫描电镜对样品进行显微结构分析,研究了Sb2O3掺杂浓度对ZnO压缩电阻显微结构和性能的影响,测量了样品的电性能,由样品C－V特性的测量计算出晶界参数,并由此讨论了陶瓷性能与晶界特性的相关性。研究发现,在ZnO压敏陶瓷样品中掺杂适量的Sb2O3可以提高ZnO压敏陶瓷样品的非线性性能,但当Sb2O3的摩尔分数超过0．088％时,电性能反而优化,这是因为Sb2O3掺杂浓度不同会引起晶界势垒高度、施主浓度与陷阱密度的变化,因此Sb2O3掺杂量要控制在适当的范围内。     

Nd2O3掺杂对BCZT陶瓷结构及介电性能的影响

采用固相反应法制备Ba0.92-xCa0.08Ndx(Zr0.18Ti0.815Y0.0025Mn0.0025)O3(BCZT-Nd,x=0、0.005、0.010、0.020)陶瓷,研究了Nd2O3掺杂对Ba0.92Ca0.08(Zr0.18Ti0.82)O3(BCZT)陶瓷结构及介电性能的影响。结果表明,不同含量Nd3+作为施主掺杂离子进入A位和含量均为0.25%(摩尔分数)的Mn2+和Y3+作为受主掺杂进入B位均能提高BCZT陶瓷的致密性,细化晶粒作用明显,所有样品均为单一的四方BaTiO3相结构。随Nd2O3掺杂量增加,BCZT-Nd陶瓷介电峰值温度Tm向低温方向移动,相变弥散程度增强,Nd3+含量≥0.005mol时即表现出明显的弛豫铁电体特征。     

添加SrO或SnO2对Ba4.5(Nd0.84,Bi0.16)9Ti18O54微波陶瓷介电性能的影响

对Ba4.5(Nd0.84，Bi0.16)9Ti18O54(BNBT)系微波陶瓷进行了组成改性的研究。添加不同量的SrO或SnO2于主相材料中，分别替代Ba或者Ti,合成条件为1100℃下保温3h，粉碎、成型后，在1270℃下保温3h烧成。在10GHz下用谐振腔法测量了材料的介电常数ετ。和机械品质因数Q，在20～90℃范围测量了频率温度系数τf。结果表明：Sr，Bi复合掺杂能够使BNBT材料保持较高的介电常数，同时Qf值（机械品质因数Q与测量频率之积)由5899GHz上升到9259GHz，而少量的SnO2添加有助于提高系统的介电常数并使τf值减小。     

不同气氛烧结镨掺杂BaTiO3的介电性能

用传统固相反应法,在氮气和空气气氛中烧结制备Ba1–xPrxTiO3(x=0.01,0.02,0.03,0.04,摩尔分数)陶瓷样品。用X射线衍射和扫描电镜表征样品的结构和形貌,并测试样品的电性能,结果表明:当x=0.02时,样品的相对介电常数随温度的变化较平缓,但是空气气氛中烧结样品的相对介电常数较氮气气氛中烧结样品的大;镨离子掺杂样品的相对介电常数随偏压的变化也较稳定。当x=0.02时,氮气气氛烧结样品的电可调率为19.4%;镨离子掺杂样品的铁电性下降,剩余极化强度为0.5683mC/cm2。     

Sr1—xLaxTiO3陶瓷的介电特性与缺陷机构

研究了组份为Sr_(1-x)La_xTiO_3(其中x=0—0.06)陶瓷的介电特性与缺陷机构。发现:当x=0.0005—0.01时,在频率为10~5—10~7Hz范围内,材料出现了介电弛豫现象;而当0.02≤x≤0.05时,在频率为10~3—10~7Hz范围内,材料没有发生介电弛豫。材料的电阻率与La含量的关系呈“U”型曲线变化。作者采用La替代Sr后而产生的电子补偿与锶空位缺陷补偿分別存在或共同存在,以及空间电荷极化机制对上述现象作出了解释。另外由正电子湮没寿命谱得到的有关材料缺陷机构的结论则进一步证明了该解释的合理性。     

BaTiO3系PTCR材料电学性能的复阻抗解析

采用复阻抗解析法研究了ＢａＴｉＯ３系ＰＴＣＲ材料晶粒、晶界的电学性能。结果表明：使用欧姆接触电极的ＰＴＣＲ材料等效电路的复阻抗为：晶粒电阻呈ＮＴＣ特性，而晶界电阻天Ｔ〈Ｔｃ时呈ＮＴＣ特性，Ｔ〉Ｔｃ时呈明显的ＰＴＣ特性；ＰＴＣ效应是一种晶界效应。     

BaTiO3半导体陶瓷的分析电镜研究

利用透射电镜(TEM)和微区分析方法对BaTiO_3半导体陶瓷的晶粒和晶界进行了研究。研究发现,某些晶粒中存在一种极为特殊的不均匀性——即晶粒具有“壳-芯”结构特征。选区电子衍射(SAD)和X射线能量色散谱(EDAX)分析证实,壳-芯结构是由晶粒中含杂质Si的分布不均匀引起。研究表明,壳和芯同属BaTiO_3结构,它们的结晶学取向相同。同时还发现,在晶界处有富Si的结晶相存在。     

Al,Ni掺杂ZnO的电子结构与光学性质

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了纯ZnO和分别掺摩尔分数均为6.25%Al,Ni的ZnO的能带结构、电子态密度分布及光学性质。计算结果表明:ZnO掺杂Al,Ni后,其Fermi面均上移并进入导带;Zn0.9375Ni0.0625O的能带结构在导带底附近出现了4条杂质带。纯ZnO,Zn0.9375Al0.0625O和Zn0.9375Ni0.0625O的光学性质在低能处有较大的差异,其中Zn0.9375Al0.0625O在可见光区的吸收系数和反射率较之另外两种材料都相对较低,但三者的光学性质在高能处却非常相似。Zn0.9375Al0.0625O的吸收边有蓝移的趋势,而Zn0.9375Ni0.0625O的吸收边红移。掺杂Ni对ZnO的吸收系数等光学性质的改变更为明显。     

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。     

掺镧钛酸钡陶瓷晶界的再氧化

掺La的BaTiO3陶瓷在H2和Ar（体积比1：99）的还原气氛下烧结后,在氧分压p（CO2）-260Pa的气氛（Ar和O2的混合气体）下进行氧化,测量了吸氧量不同时的复阻抗图谱,研究了再氧化过程中晶粒和晶界的吸附氧对电阻率的影响。结果表明：在还原气氛下烧结可以扩展有效施主掺杂浓度的范围,通过晶粒的异常生长．制备出高施主掺杂量（10％,摩尔分数）的半导性BaTiO3陶瓷。再氧化过程中,随氧化温度的升高（1017～1380℃）,晶界吸附氧的量增大,晶界处的晶界势垒包括两部分：外部晶界吸收氧原子充当表面受主态;内部晶界在氧化过程中被氧化形成正离子空位（Ti空位）充当受主态．从而提高了受主态密度,导致样品的正温度系数电阻效应增强。     

Sm2O3和Gd2O3＋Nd2O3改性的钛酸铅陶瓷的研制

研究了用氧化钐和氧化钕加氧化钆改性的钛酸铅压电陶瓷的机电性能。实验表明,Sm和(Gd+Nd)取代Pb时,在6—14mol%的范围内,改性钛酸铅陶瓷的钙钛矿结构是稳定的;居里温度随取代量的增加而线性下降。当钐含量为10mol%时,这种材料具有很大的机电耦合各向异性,其K_t/K_p值可大于50。这种材料,在高领阵列换能器方面,有重要的应用价值。     

镍掺杂PMS-PZ-PT三元系压电陶瓷压电性能及其热老化行为的研究

研究了Ni掺杂xPb(Mn1／3Sb2／3)O3-yPbZrO3-xPbTiO3(PMS-PZ-PT)三元系压电陶瓷的综合机电性能及其介电和压电性能的热老化行为。实验结果表明：适量的掺杂能显著优化体系的压电和介电性能;对于掺NiO量为0．2％(质量分数)的样品,在25,50,100℃时,其介电和压电性能的老化行为,与老化时间的对数呈线性关系;而在150℃和200℃时与老化时间的对数呈指数延伸规律。这一现象与陶瓷内部的畴结构有关。