聚合物前驱体法制备铌酸钾钠薄膜

以加入和不加入草酸铵两种方法制备氢氧化铌。以碳酸钾、碳酸钠和制得的氢氧化铌为原料,柠檬酸为螯合剂,乙二醇为酯化剂,通过聚合物前驱体法在SiO2/Si基板上制备了铌酸钾钠(KNN)薄膜。研究了草酸铵的添加和不同退火温度对KNN薄膜性质的影响。结果显示:在pH=7.5,金属阳离子与柠檬酸摩尔比为1:3,柠檬酸与乙二醇的摩尔比为2:1时,可以获得均匀稳定的KNN前驱体溶胶。草酸铵的加入优化了薄膜的性能;随着退火温度的增加,薄膜的致密度越来越高。退火温度在850℃时,薄膜结晶性相对较好;900℃退火处理后,薄膜晶粒有定向生长趋势。     

金属有机盐热分解法制备铌酸钾钠无铅压电薄膜

选用乙醇铌、乙酸钾、乙酸钠为原料,通过金属有机盐热分解法制备了Na0.5K0.5NbO3(NKN)无铅压电薄膜。研究了不同退火温度对NKN薄膜的晶体结构和形貌的影响。结果表明:当退火温度低于500℃时,所制NKN薄膜为无定形结构。650℃制备的NKN薄膜具有(100)晶面生长的择优取向;该薄膜的表面致密,颗粒尺寸分布均匀,10kHz的相对介电常数为258,介电损耗为0.05。该薄膜具有铁电体典型的电滞回线,剩余极化强度(Pr)和矫顽场强(EC)分别为3.45×10–6C/cm2和160×103V/cm。     

熔盐法制备柱状铌酸钾钠粉体及其陶瓷

采用二步熔盐法合成了柱状铌酸钾钠粉体,并制备了致密的铌酸钾钠陶瓷。首先使用少量KSr_2Nb_5O_(15)粉体作为晶种,以Nb_2O_5、KCl与不同SrCO_3和Nb_2O_5的摩尔比(x=0.2,0.4,0.6和0.8)为原料合成了分散性较好的铌酸钾前驱体;然后将该前驱体通过化学拓扑反应制备出柱状的铌酸钾钠粉体;最后利用该粉体为原料,制备了铌酸钾钠陶瓷。测试结果表明,SrCO_3的添加有利于形成分散性良好的铌酸钾前驱体;Sr含量对钨青铜结构前驱体到钙钛矿结构铌酸钾钠的相转变有显著影响:当x≤0.4时,前驱体全部转化为钙钛矿相;x>0.4时,前驱体转变不完全;x=0.8时,前驱体几乎未发生转变。x=0.4时,合成的铌酸钾钠颗粒为微米级,长径比约为12,具有较高的烧结活性,为织构陶瓷的制备提供了一种合适的模板籽晶。     

性能稳定的铌酸锶钡钾钠晶体

铌酸锶钡钾钠晶体的掺杂改性试验表明，铜可有效地稳定极化，从而得到性能稳定的晶体。本文并对铜离子稳定作用进行了初步解释。     

铌酸钾钠陶瓷的低温制备及其介电性能分析

以柠檬酸为配位剂与金属离子配合,水作为溶剂,乙二醇为酯化剂,通过聚合物前驱体法制备(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷.采用XRD和失重-差热(TG-DSC)研究了(K0.5Na0.5)NbO3晶相的形成过程,用SEM对所制得粉体和陶瓷的表面形貌进行了分析.结果表明,凝胶前驱体在加热过程中先反应生成NaNbO3和K2Nb8O21,然后二者固相反应形成K0.5Na0.5NbO3.所得粉体的粒径约为φ400 nm,呈柱状.1 100℃所得陶瓷较致密,在0.1 MHz时的介电常数和介电损耗分别为405和0.036.所制备陶瓷在183℃和375℃时发生相变,其中375℃对应的相变为铁电相变.     

铌酸钾钠纳米棒阵列的取向生长和压电性能研究

采用水热法在不同取向的单晶SrTiO_3(STO)衬底表面生长了正交相铌酸钾钠(KNN)一维纳米结构。在(100)-SrTiO_3衬底表面可实现铌酸钾钠纳米棒阵列的取向生长;而在(110)和(111)-SrTiO_3表面都分别生长着多取向一维纳米结构。TEM和XRD结果均表明,(100)-Sr TiO_3表面的纳米棒为单晶正交相结构,且沿[110]取向生长。此外,单根铌酸钾钠纳米棒的轴向压电常数可达到150 pm/V,利用该纳米棒阵列组建的纳米发电机的输出电压高达10 V。     

聚合物辅助水热法合成钽铌酸钾纳米晶

以Nb2O5和Ta2O5为前驱反应物,KOH为矿化剂,采用水热法和聚合物辅助水热法两种合成工艺制备了KTa0.25Nb0.75(KTN)纳米晶。通过X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(FEM)等技术,对合成产物进行了系统的研究。实验结果表明,表面活性剂聚乙烯醇(PVA)的量和矿化剂KOH的摩尔浓度是影响KTN纳米晶微观结构和形貌的关键因素。采用单纯水热工艺制备的KTN粉体,当c(KOH)达6mol/L、反应温度为200℃及反应时间24h,可生成纯钙钛矿相KTN。在较高碱度条件(c(KOH)=8mol/L)下,表面活性剂PVA的量不改变水热反应最终产物,但晶粒尺寸随表面活性剂量的加大逐渐减小。在较低碱度条件(c(KOH)=4mol/L)下,加入适量的表面活性剂PVA有利于在较温和条件下生成纯钙钛矿结构KTN纳米晶。     

掺钒钾钠铌酸锶钡晶体的光诱导吸收

对生长、制备出的新型掺钒钾钠铌酸锶钡晶体样品的光诱导吸收现象进行了实验研究测量。研究发现,掺钒钾钠铌酸锶钡晶体存在较强的光诱导吸收现象,且其光诱导吸收系数强烈地依赖于泵浦束光强和探测束光偏振,并用两中心电荷传输模型对掺钒钾钠铌酸锶钡晶体中的光诱导吸收现象进行了解释。     

铌酸钾钠无铅压电陶瓷性能的研究

为制备具有良好压电特性的环境友好型无铅压电陶瓷,采用固相合成法合成了铌酸钾钠(KNN)无铅压电陶瓷粉体,以常压烧结法烧结了陶瓷,研究了不同粉体的烧结特性,并研究了陶瓷粉体的成分、烧结温度、极化电压对陶瓷压电性能的影响.利用XRD测定了陶瓷粉体的晶相组成,并用SEM观察了所烧结陶瓷的微观结构.XRD结果表明用固相法合成了KNN无铅压电粉体,实验表明钾的含量降低了陶瓷粉体的烧结性,钾钠含量约为1:1时具有较大的压电性,极化电压为2 000 V/mm有较好的极化效果.     

铌酸钾钠基无铅压电陶瓷烧结及极化工艺优化

采用传统固相法在烧结温度1 110～1 150℃内成功制备了(K_0.5Na_0.5)_0.98Li_0.02Nb_0.77Ta_0.18Sb_0.05O₃(LTS-KNN)无铅压电陶瓷,所有样品结晶性良好,无第二相产生。在1 130℃下烧结的压电陶瓷致密度良好,陶瓷表现出较好的压电性能。通过调节极化电场与极化温度可改善陶瓷的极化程度,进而优化陶瓷的压电性能。实验结果表明,在烧结温度为1 130℃,极化电场为3 kV/mm,极化温度为60℃时,陶瓷的压电性能达到最佳,即压电常数d₃₃ =310 pC/N,机电耦合系数k_p =48%。     

Na0.5K0.5NbO3-LiTaO3无铅压电陶瓷的研究

采用传统固相反应合成法制备(1–x)Na0.5K0.5NbO3-xLiTaO3无铅压电陶瓷,研究了LiTaO3对Na0.5K0.5NbO3材料晶体结构和压电性能的影响。结果表明:随着LiTaO3含量的增加,材料逐渐由斜方相向四方相过渡。当x<0.06时,材料为斜方相;当x>0.06时,材料为四方相;并发现有未知相结构的Ta2O5存在;材料在x=0.06处为准同型相界,该组分材料具有良好的压电性能:d33=134~151 pC.N-1,kp=30%~38%,Qm=153,Nd=3 181 Hz.m.     

(1-x)Na0.5K0.5NbO3-xBiNiO3无铅压电陶瓷的制备与性能

利用传统固相合成法制备了(1-x)Na0.5K0.5NbO3-xBiNiO3 ( (1-x)NKN- xBN) 无铅压电陶瓷.采用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对其显微结构与性能进行研究.结果表明,该体系所研究组分范围内均能形成典型的ABO3型钙钛矿结构,在x=0.006～0.008间存在准同型相界(MPB).体系主要压电性能在x＝0.008左右获得优化,其压电常数d33和机电耦合系数kp 均达到极大值(分别为135 pC/N和44%), 机械品质因数Qm为122,正交-四方转变温度TO-T和居里温度TC分别为155 ℃和385 ℃.     

Dielectric Properties and Defect Chemistry of WO3-Doped K0.5Na0.5NbO3 Ceramics

The dielectric properties and conductivity behavior of WO₃-doped K_0.5Na_0.5 NbO₃ ceramics were investigated as a function of temperature (25°C to 600°C) and frequency (40 Hz to 10⁶ Hz). The dielectric loss and direct-current (DC) conductivity of the ceramics depend strongly on the tungsten content. A high-temperature dielectric relaxation near temperature of 500°C was observed and analyzed using the semiempirical complex Cole–Cole equation. The activation energy of the dielectric relaxation was estimated to be ～2 eV and increased with increasing WO₃. The frequency-dependent conductivity can be well described by the universal dielectric response law. The activation energy obtained from the DC conductivity changes from 0.93 eV to 1.49 eV. A possible mechanism for the high-temperature dielectric relaxation and conductivity is proposed based on the activation energy value and defect compensation.     

锂掺杂对K0.5Na0.5NbO3无铅压电陶瓷电性能的影响

采用固相法制备了Li掺杂K0.5Na0.5NbO3无铅压电陶瓷,即K0.5Na0.5NbO3+x/2%Li2CO3(KNN-xL)。研究了不同Li摩尔分数(x分别为0,0.25,0.50,0.75,1.00,1.50)样品的物相组成、显微结构及电性能。结果表明,室温下所有样品都具有正交相的钙钛矿结构。随着Li摩尔分数的增加,样品的压电常数d33、平面机电耦合系数kp、机械品质因数Qm及密度ρ都先升高后降低,介电损耗tanδ普遍比未掺杂的低,当x=0.5时综合性能达到最优,即d33=122pC/N,kp=41%,Qm=115,εr=548,tanδ=0.022,ρ=4.32g/cm3。另外正交到四方相变温度逐渐降低,居里温度逐渐升高。     

聚合物先驱溶液成膜烧结法制备La0.67Ca0.33MnOx薄膜

采用了聚合物先驱溶液成膜烧结法在LaALO3单晶上制备了La0.67C0.33MnOx巨磁电阻薄膜。用X－射线衍射仪分析发现，在适当条件下薄膜结晶情况类似于用PLD法制备出的外延薄膜。用标准四探针法测量了薄膜的CMR性能。发现用该法制得的薄膜具有很大的庞磁阻（CMR）效应，并且发现不同的工艺条件如烧结温度对薄膜的CMR效应有很大影响，为化学法制备La0.67C0.33MnOx薄膜提供了有用参考。