微波烧结钛酸锶钡陶瓷材料的介电性能

采用碳酸盐固相合成法制备Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)粉体,应用微波烧结技术将粉体烧结成陶瓷。对样品的介电性能进行了测试,研究分析了材料的介电性能,并与传统制备工艺获得的样品进行了性能对比。结果表明:微波烧结成瓷温度和时间较传统制备工艺大大降低,分别为1 300℃和30 min,可以获得晶粒尺寸5μm以下的BST陶瓷;材料的εr变化不大,但tanδ大幅降低。     

纳米钛酸锶钡粉体的熔盐法制备

以TiO2、BaCO3和Sr(NO3)2为原料,KNO3和KOH为熔剂,利用熔盐法分别在650,750℃下,制备了钛酸锶钡(BaxSr1–xTiO3,简称BST)纳米粉体。研究了不同温度和不同熔盐的配比条件下BST粉体的生长特征。结果表明,熔盐配比和温度的影响显著。当ζ(KNO3∶KOH)为15∶1时,在750℃下反应3h可形成单一相的BST纳米粉体,晶粒度为42nm;当其为9∶1时,在650℃下反应5h便可形成单一相的BST粉体,晶粒度为89nm。     

钛酸锶钡陶瓷中的吸收电流

用常规固相反应法制备了Ba0.5Sr0.5TiO3(BST)陶瓷样品。用时域方法,测得样品的快效应介电常数εrH=672.5,慢效应介电常数εrL=1.183×104。结果表明,样品的极化过程中慢效应起着主要作用。研究了样品在正弦外电压作用下通过的电流,发现它主要是不遵从RLC电路方程的慢极化效应所提供的吸收电流,其幅值与位移电流的幅值相近。这时的复介电常数的意义成为存在争议的复杂问题。     

钛酸锶钡纳米粉体与陶瓷的制备及性能

以低成本钡、锶的碳酸盐替代醋酸盐为原料,采用溶胶-凝胶法制备了Ba0.6Sr0.4TiO3超细粉体,成型后分别在1 300℃和1 330℃下烧结成瓷。采用DTA-TG、XRD、SEM、精密电感电容电阻数字电桥(LCR)测试仪分别对凝胶的晶化过程、粉体的物相结构、烧结体的晶粒形貌、陶瓷的介电性能进行了测试分析。结果表明,在750℃可合成出平均晶粒尺寸为20 nm的立方相Ba0.6Sr0.4TiO3粉体;其陶瓷烧结体的介电损耗在室温附近可降低约至0.002,且温度稳定性良好;随着陶瓷晶粒平均尺寸的降低,居里温度向负温方向移动,其介电峰有弥散化趋势;外加直流电场为10 kV/cm时样品的介电可调谐性可达65%。     

钛酸锶钡的宽频带介电谱

利用常规固相反应法制备了系列钛酸锶钡(BaxSr1–xTiO3)(x=0.50,0.68,0.74)陶瓷。测量了样品的宽频段介电谱,发现钛酸锶钡的超低频介电谱在复介电常数平面上给出一段圆弧;但是,在高于5 Hz时偏离圆弧组成一段直线。实验表明:介质中慢极化效应的存在使得其介电弛豫普遍都不是德拜型的;在超低频至射频的广阔频段,样品的复εr不满足Kramers-Kroning(K-K)关系。实验证明在超低频下,测量εr的频域法并不适用,其物理含义还有待研究。     

射频磁控溅射制备钛酸锶钡薄膜的研究进展

综述了射频磁控溅射制备钛酸锶钡(BST)薄膜的国内外研究动态,详细阐述了溅射工艺参数(电极、溅射气压、氧分压、温度)对BST薄膜微结构和电性能的影响,提出了射频磁控溅射制备BST薄膜中亟待解决的问题。     

钛酸锶钡热释电薄膜及其非制冷红外探测器研究

开展了钛酸锶钡(BST)热释电薄膜材料制备工艺研究,及其在单元器件和焦平面器件中的应用研究.在删Pt/Ti/SiO2/Si衬底上,用倒筒靶射频溅射方法制备了BST热释电薄膜.通过低温缓冲层技术和调控自偏压的方法,降低了BST薄膜的生长温度,提高了BST薄膜的c轴取向度和耐压特性,解决了薄膜制备的均匀性和一致性问题,使薄膜热释电系数达到6.7×10-7Ccm-2K-1.利用微细加工的方法,制备出全集成的BST薄膜单元红外探测器,抗过载能力强,探测器达到8×107cmHz1/2W-1,可以满足"灵巧弹药"的使用要求.实验表明,制备BST热释电薄膜的工艺不会对新型的耐高温读出电路造成破坏,为研制高性能的BST薄膜型焦平面探测器奠定了基础.     

富钛型钛酸锶钡基陶瓷的微观结构与介电性能

采用传统固相法制备Nd2O3掺杂富钛型(Ba0.75Sr0.25) Ti1+xO3(x为摩尔比)陶瓷,通过扫描电镜及LCR测试系统,研究不同x值、Nd2O3掺杂量及烧结工艺对钛酸锶钡基陶瓷微观结构与介电性能的影响。结果表明,随着x值及Nd2O3掺杂量增大,陶瓷试样均出现柱状第二相。当x=0.01且w(Nd2O3)=0.4%时,陶瓷试样经1 250 ℃烧结2 h后,其室温相对介电常数(εr)高达8.67×103,介电损耗(tan δ)仅为7.87×10-3。随着x值及Nd2O3掺杂量增大,陶瓷的居里峰显著移动。     

RF磁控溅射制备钛酸锶钡BST纳米薄膜

钛酸锶钡(BST)薄膜作为一种高K介质材料在微电子和微机电系统等领域具有广阔的应用前景,人们已对BST薄膜的制备工艺技术和介电性能进行了大量的研究。BST纳米薄膜的制备工艺直接影响和决定着薄膜的介电性能(介电常数、漏电流密度、介电强度等)。对RF磁控反应溅射制备BST纳米薄膜的工艺技术进行了综述。从溅射靶的制备、溅射工艺参数的优化、热处理、薄膜组分的控制,及制备工艺对介电性能的影响等方面,对现有研究成果进行了较全面的总结。     

烧结工艺对纳米SrTiO3陶瓷介电性能的影响

采用sol-gel方法制备SrTiO3陶瓷粉体,利用TG-DTA分析SrTiO3干凝胶粉的分解、化合反应,初步确定了SrTiO3陶瓷预烧和烧结温度,采用SEM研究了SrTiO3陶瓷的内部结构,重点探讨了不同烧结制度对SrTiO3陶瓷介电性能的影响。研究表明,当采用在空气气氛下以5℃／min的升温速率直接升温至1000℃,保温0．5h,再降温至750℃保温0．5h后随炉冷却的烧结工艺,SrTiO3陶瓷纯度高,致密性好,晶粒粒径小于100nm,且具有良好的介电性能,低频下相对介电常数高达3000左右。     

水热法制备铌酸锶钡粉体初探

以BaCl2、SrCO3和Nb2O5的混合物为前驱物,KOH为矿化剂,利用水热合成技术制备了铌酸锶钡(SBN)粉体。借助XRD、SEM对SBN的晶相组成和微观形貌进行了分析。结果表明:随水热温度的提高及时间的延长,晶体发育趋于完整;矿化剂KOH浓度为0.5 mol/L时,SBN晶相含量最高;当温度为240℃,反应时间为24h时,SBN为短轴约0.1μm,长轴约1.0μm的矩形柱状晶体。     

化学共沉淀法制备钛酸锶纳米粉体新工艺

以提纯的工业级偏钛酸和分析纯硝酸锶为主原料,采用化学共沉淀法合成了平均粒径约60nm的钛酸锶纳米粉体。通过ICP、XRD和TEM等测试手段,研究了原料纯度、合成条件以及原料钛锶摩尔比等对产物纯度、相组成和微观形貌的影响。结果表明,最佳合成条件为:偏钛酸、双氧水和氨水物质的摩尔比为1.0:6.5:2.5,原料钛锶摩尔比为1.10:1.00,煅烧温度为600℃。以廉价的偏钛酸为主原料,可为降低钛酸锶纳米粉体的生产成本提供借鉴。     

溶剂热法制备立方钛酸钡纳米晶

将钛酸丁酯和适量乙醇混匀后,与氯化钡水溶液在溶剂热条件下反应制备立方钛酸钡纳米晶。结果表明:以KOH为矿化剂,r(Ba:Ti)为1.1,φ(乙醇)为25.0%和150℃反应12h,可得平均粒径为60nm左右、分散性较好的钛酸钡纳米晶。当乙醇用量增大时,产物的粒径减小,分散性降低;随着r(Ba:Ti)的增大,产物粒径减小。当r(Ba:Ti)为1.6时,产物的平均粒径可减小至35nm左右;矿化剂的种类、反应温度和反应时间对产物的形貌及晶体结构没有影响。     

微波烧结ZnO压敏电阻的可行性研究

采用微波烧结工艺制备了ZnO压敏电阻,研究了其致密化过程,运用XRD、SEM、电性能测试等手段,分析了烧结温度对其微观结构和电性能的影响。结果表明:微波烧结工艺不仅可显著提高ZnO压敏电阻的致密化,而且能够改善材料的微观结构和电性能。微波工艺的烧结周期仅是传统工艺的1/10~1/8。微波烧结样品的小电流特性有所提升;其通流量为11.6kA,比商用ZnO压敏电阻(7.75kA)高。     

Ba0.7Sr0.3TiO3热释电陶瓷材料研究

采用Pechini法制备了100 nm的Ba0.7Sr0.3TiO3纳米粉体,并用凝胶注模成型工艺制备不同Mn含量的BST陶瓷。研究表明,在Mn掺杂量为0.5%(摩尔分数),烧结温度为1 280℃时制备的样品,其热释电性能较好,在居里温度附近,30～40℃时,其平均热释电系数为450μC.m–2.K–1,对应平均探测率优值为5.6μC.m–3.K–1,1kHz频率条件下tanδ低于0.5%,εr为3 500左右(室温20℃,外加偏压200 V/mm)。     

Sr掺杂锆钛酸铅(PSZT)薄膜的电可调性能研究

采用sol-gel工艺制备了Sr掺杂Pb(Zr,Ti)O3薄膜(Pb1-xSrxZr0.52Ti0.48O3,PSZT),研究了Sr含量(x=0.2～0.8)对PSZT薄膜的结构和性能的影响。结果表明:随Sr含量增加,PSZT由四方相转变为立方相,相变温度降低,逐渐由铁电相向顺电相转变。薄膜的εr、可调率和tanδ随Sr含量增加逐渐减小,这与Sr含量的增加导致PSZT薄膜晶格收缩有关。当x(Sr)为0.6时,PSZT薄膜具有较好的综合性能(1MHz):可调率为48%,tanδ为0.02,表明PSZT有望成为电可调微波器件的候选材料。     

锆钛酸钡薄膜材料制备研究进展

综述了磁控溅射、脉冲激光沉积、sol-gel法制备锆钛酸钡(简称BZT)薄膜的研究现状,及其制备工艺参数与显微结构、介电性能的关系,提出了制备BZT薄膜材料需要解决的工艺和理论问题。     

SrBaNb-SrBaTi复合陶瓷的制备和介电性能研究

采用传统固相反应法分别制作了SrxBa1–xNb2O6(x=0.3,0.4,0.5,0.6)和Sr0.6Ba0.4TiO3单相陶瓷以及两相混合的复合陶瓷。结果表明,该制备方法简单,能够精确控制复合陶瓷中SrxBa1–xNb2O6和Sr0.6Ba0.4TiO3的组分含量,其中Sr0.6Ba0.4Nb2O6与Sr0.6Ba0.4TiO3按摩尔比1∶1混合所得复合陶瓷样品的介电温度特性最佳,10kHz下在25～60℃温度范围内αε为3.224×10–7,tanδ小于0.7×10–2。