LiSbO3含量对BiMnO3掺杂K0.5Na0.5NbO3陶瓷的结构与压电性能的影响研究

采用传统陶瓷常压烧结工艺制备(0.996–x)KNN-0.004BM-xLS(x=0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06)无铅压电陶瓷,着重研究了LS的含量对(0.996–x)KNN-0.004BM-xLS陶瓷相结构和压电性能的影响。结果表明,当x≤0.02时,陶瓷具有单一的正交相结构;当0.03≤x≤0.05时,陶瓷具有正交相与四方相共存的过渡结构;当x=0.06时,陶瓷具有单一的四方相结构。陶瓷的MPB成分范围在0.03≤x≤0.05。随着LS含量的增加,陶瓷材料的d33和kp均先增加后减小,当x=0.05时,均达到最大值,分别为230 pC/N和0.42;陶瓷的To-t和Tc均向低温方向移动;当x=0时,陶瓷的To-t和Tc分别为455和215℃;当x=0.02时,陶瓷的To-t和Tc分别为385和150℃;当x=0.06时,To-t和Tc分别降至370℃和75℃。     

La2/3Ca1/3MnO3∶Agx多晶靶材的制备及其电输运性质

采用固相反应法制备了不同Ag掺杂量的La2/3Ca1/3MnO3(LCMO)∶Agx(x为摩尔百分比,x=0.00、0.01、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40)多晶靶材,XRD图谱显示所制备样品均为纯相的赝立方钙钛矿结构,并且随着Ag掺杂量的增加,a轴和b轴在0≤x≤0.40范围内有微小的涨落;另外R-T曲线显示,0≤x≤0.05时,金属-绝缘转变温度(Tp)开始升高很快,0.05相似文献   

非化学计量比对(K0.465Na0.465Li0.07)(Nb0.95Sb0.05)O3无铅压电陶瓷结构及性能的影响

通过传统固相合成工艺制备了(K0.465+xNa0.465+yLi0.07)(Nb0.95-zSb0.05)O3(x,y,z=-0.01～0.02)无铅压电陶瓷,研究了非化学计量比对陶瓷结构及压电性能的影响。结果表明符合化学计量比的陶瓷具有四方钙钛矿结构;在实验范围内,K和Nb的过量或少量均不会改变体系的相结构,而Na过量将会导致体系正交-四方相变温度升高到室温以上,并且正交-四方相变温度随y的增加而升高;过量添加约0.5%(摩尔分数)的K或Na便能补偿在高温烧结时的碱金属元素的挥发损失,进而提高陶瓷的压电性能;该体系陶瓷的组分在较大范围内变化时(如当y=z=0时,x=0～0.02;当x=z=0时,y=0～0.01;以及当x=y=0时,z=-0.01～0.005),仍然能保持d33>200pC/N和kP>40%这样较好的性能。上述结果不仅有利于在研究中材料制备工艺的重复,而且有利于当材料在器件应用时所面临的规模化生产。     

Mn改性Na0.5Bi2.5Nb2O9高温压电陶瓷的研究

采用固相法获得了Mn改性的Na0.5Bi2.5Nb2O9(NBN+xmol%MnCO3,0≤x≤10.0)铋层状压电陶瓷,并系统地研究了Mn(掺杂)对NBN基陶瓷显微结构与电性能的影响.结果表明,所有获得的样品都是居里点在700℃以上的单一相铁电体.加入Mn显著地提高了NBN系列陶瓷的机械品质因素Qm,明显改善了陶瓷的压电与机电性能.当MnCO3掺杂量为8.0mol%时,陶瓷获得最佳电性能:tanδ=0.749%,d33=20 pC/N,Qm=3120,kp=12.37%,kt=21.09%,Pr=7.01μC/cm2.NBN+xmol%MnCO3(x=8.0)陶瓷经700℃退极化处理后,其d33保持为原来的75%(~15 pC/N),表明该材料在高温领域下具有良好的应用前景.     

La0.6Sr0.15Na0.1□0.15MnO3+xAgNO3复合体系的结构、磁性及磁电阻的温度稳定性研究

采用固相反应法制备了La0.6Sr0.15Na0.1□0.15MnO3+xAgNO3(x=0.08、0.16、1.00,x为物质的量比,□代表空位)系列复合材料样品,对复合样品的相结构、磁性质及其磁电阻效应进行了研究。通过相结构的研究发现:复合样品近似呈现La0.6Sr0.15Na0.1□0.15MnO3/Ag/Mn3O4的特殊复合结构。通过对磁电阻的研究发现:复合样品不同程度地提高了母体样品的MR峰值,降低了峰值温度,使其更接近室温。在204～280K的温度范围内和1.8T外磁场作用下,当x=0.08时,MR保持在(4.70±0.25)%;x=0.16时,MR保持在(7.20±0.28)%。所以,复合样品较之母体样品,磁电阻的温度稳定性有了很大提高。     

钐掺杂的W型钐铁氧体Ba1-xSmx（MnZn）0.4Al0.2CoFe16O27制备及电磁性能研究

采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备钐掺杂的W型铁氧体Ba1-xSmx(MnZn)0.4Al0.2CoFe16O27(x=0.0,0.1,0.2,0.3),通过X射线衍射(XRD)、电镜扫描(SEM)及矢量网络分析仪考察了钐掺杂量对铁氧体物相组成及其电磁性能的影响。结果表明,当x≤0.1时,得到单一晶型的W型钐铁氧体;x≥0.2时,出现了SmFeO3及Mn2AlO4晶相。另外,在1～18GHz频率范围内测定了样品的电磁参数,发现当Sm3+掺杂量x=0.1时,钐铁氧体的电磁性能达到最优,最大吸收率为-14.4dB,在雷达波频段内吸收率小于-7.5dB。     

CeO_2掺杂对Pb_(0.92)Sr_(0.06)Ba_(0.02)(Sb_(2/3)Mn_(1/3))_(0.05)Zr_(0.48)Ti_(0.47)O_3基压电陶瓷相结构及性能的影响

采用传统固相烧结法制备Pb_(0.92)Sr_(0.06)Ba_(0.02)(Sb_(2/3)Mn_(1/3))_(0.05)Zr_(0.48)Ti_(0.47)O_3∶xCeO_2(简称PSBSM-PZT)压电陶瓷样品。研究不同CeO_2掺杂含量对PSBSM-PZT基陶瓷样品的物相结构、微观形貌、压电及介电性能的影响。结果表明:当CeO_2掺杂量x≤0.5%(质量分数,下同)时,陶瓷样品均为纯的钙钛矿结构。随着CeO_2掺杂含量的增加,陶瓷样品中四方相结构逐渐向三方相结构转变。随着CeO_2掺杂含量的进一步增加,陶瓷中出现焦绿石相,虽然陶瓷中已经出现焦绿石相,但是样品仍没有完全转变为三方相陶瓷;CeO_2掺杂具有细化晶粒的作用,当x=0.25%时样品晶粒晶界清晰,晶粒之间的结合相对致密,晶界处气孔率低,陶瓷断裂方式以沿晶断裂为主;当x=0.25%时,陶瓷样品获得最佳的压电与介电性能:d_(33)=346pC/N,k_p=0.60,Q_m=1396,ε_r=1309,tanδ=0.474%。     

Ca掺杂对多晶LuMnO3结构和磁性的影响

使用固相反应法制备了Ca掺杂的多晶LuMnO3,其掺杂浓度为0≤x≤0.6,分别使用X射线衍射仪、拉曼散射仪以及物理性质测量系统对Lu1-xCaxMnO3多晶样品的结构、拉曼振动模式以及磁性进行了测量与分析。实验结果表明:当Ca掺杂含量x=0时,样品的结构为纯的六方相;随着x的增大,样品的结构逐渐从六方相向正交相转变;当x=0.5、0.6时,样品的六方相结构完全转变成纯的正交相。此外,样品的磁化强度在x=0.4时达到最大值,其原因是样品Mn3+与Mn4+之间的双交换作用在x=0.4处达到了峰值,使样品的铁磁性达到最强。     

高压电常数(Ba_(0.85)Ca_(0.15))(Ti_(0.9)Zr_(0.1-x)Sn_x)O_3陶瓷结构与性能研究

采用传统固相法制备了(Ba0.85Ca0.15)(Ti0.9Zr0.1-x Snx)O3(CBTZS-x)无铅压电陶瓷,研究了不同Sn含量(x=0~0.1)对CBTZS-x陶瓷相结构、介电以及压电性能的影响。实验结果表明:所有样品均为纯钙钛矿结构;随着Sn含量增加,室温下样品逐渐由三方和四方相共存结构转变为四方相结构,且三方-四方相转变温度T R-T和居里温度TC均逐渐减小,当x=0.04时,TR-T更接近于室温,此时表现出优异的压电性能;样品的剩余极化强度Pr和矫顽场Ec随着x增加均呈现出减小的趋势,而相对介电常数εr则逐渐增大。当x=0.04时,CBTZS-x材料的综合性能最佳:d33=665pC/N,kp=55.6%,εr=4520,Pr=12.5μC/cm2,Ec=1.6 kV/cm,表明该陶瓷材料具有很好的应用前景。     

Srx(CeZr)0.9Y0.1O3-δ(0.90≤x≤1.20)的制备及性能研究

利用高温固相法制备了一系列高温质子导体Srx(CeZr)0.9Y0.1O3-δ(0.90≤x≤1.20),并对其物相、微观结构、稳定性、电导率进行了研究.结果表明,x在0.90～1.20范围内,Srx(CeZr)0.9Y0.1O3-δ(0.90≤x≤1.20)仍然能保持钙钛矿结构;SEM图可以看出随着x的增加,样品的致密性增加;当x1.03时,材料不稳定,而当x<1.03时,材料非常稳定;非化学计量比的样品的电导率除x=0.90外,均比化学计量比Srx(CeZr)0.9Y0.1O3-δ的电导率要高.     

(1-x)Pb(Fe2/3W1/3)O3-xPb(Mg1/2W1/2)O3多铁性材料的有序结构及磁性能

以无机盐为前驱体,利用溶胶-凝胶法固溶合成了(1-x)Pb(Fe2/3W1/3)O3-xPb(Mg1/2W1/2)O3多铁性固溶体.XRD分析表明,在0≤x≤1.0的掺杂范围内,700℃煅烧所得产物都具有钙钛矿结构;x=0时得到的纯Pb(Fe2/3W1/3)O3为长程无序结构,x=1.0时可获得完全有序的纯Pb(Mg1/2W1/2)O3相,其单胞为Pb(Fe2/3W1/3)O3单胞的2倍;当0相似文献   

Ce~(3+)掺杂Na_(0.5)Bi_(8.5)Ti_7O_(27)铋层状陶瓷的结构与电性能研究

采用固相法制备了Ce~(3+)掺杂的Na_(0.5)Bi_(8.5–x)Ce_xTi_7O_(27)(NBT-BIT-x Ce,0≤x≤0.1)共生铋层状无铅压电陶瓷,研究了NBT-BIT-xCe陶瓷的结构和电学性能。研究结果表明所有陶瓷样品均为单一的铋层状结构,随Ce~(3+)掺杂量的增加,样品的畸变程度呈现上升趋势,同时陶瓷晶粒的平均尺寸不断减小,介温谱和差热分析结果表明样品的介电双峰均对应于陶瓷内部结构的铁电相变。Ce~(3+)掺杂可以显著减少陶瓷内部的氧空位浓度以及降低陶瓷的介电损耗,提升陶瓷的压电常数(d33),当x=0.06时,陶瓷的综合电性能最佳:压电常数(d_(33))达到27.5 pC/N,居里温度(TC)达到658.2℃,介电损耗(tanδ)为0.39%。     

Bi(Mg_(1/2)Ti_(1/2))O_3-PbTiO_3压电陶瓷体系介电与居里温度特性研究

采用传统固相法工艺制备了(1-x)Bi(Mg1/2Ti1/2)O3-x Pb Ti O3(BMT-x PT,0.34≤x≤0.44)陶瓷。研究发现,随着PT含量增加,试样结构由三方相逐渐转变为四方相结构,当0.36x0.40时,试样结构处于准同型相界(MPB)区。研究表明BMT组元是一种具有非铁电体特征的组分,随着PT含量减少,BMT-PT体系的居里温度减小,介电峰变得越来越不明显。通过研究BMT-PT体系组分与居里温度(TC)的关系可以看出:(1)PT含量为0.34~0.44时,TC随BMT含量变化实验值和Stringer的经验值差异较小,变化趋势一致;(2)BMT-PT体系居里温度最大值可能在x=0.73的附近,其居里温度最大值TC max约为550℃。     

静电纺丝法制备Sr1-xLaxFe12-xCoxO19纳米纤维及其磁性研究

采用溶胶?凝胶过程和静电纺丝技术相结合的方法,制得了PVP/Sr1-xLaxFe12-xCoxO19(x=0～0.5)复合纳米纤维,经过煅烧处理过程,获得了Sr1-xLaxFe12-xCoxO19(x=0～0.5)纳米纤维.通过SEM、TEM、XRD和VSM等技术对样品的形貌、物相、结构以及磁性能进行了表征.结果表明,800℃煅烧后的Sr1-xLaxFe12-xCoxO19(x=0.5)纳米纤维的直径主要分布在80～150 nm;这些纤维在室温下都具有硬磁特性,化学组成对铁氧体的磁性能有着显著的影响,当x≥0.3时,样品中同时出现M型的SrFe12O19、LaFeO3和CoFe2O4;在适当范围内(x≤0.1),La3+-Co2+的掺杂有利于改善锶铁氧体纤维的永磁性能,相应的矫顽力、饱和磁化强度和剩余磁化强度分别为Hc=432.02kA/m,Ms=54.7A.m2/kg,Mr=28.9A.m2/kg,与传统溶胶?凝胶法在相同条件下制得的Sr0.9La0.1Fe11.9Co0.1O19粉体样品相比,磁性能也有显著提高.     

Sb2O3掺杂BNT-BZT1陶瓷的介电和铁电性能

采用固相反应法,制备了[0.9(Bi0.5Na0.5)TiO3-0.1Ba(Ti0.95Zr0.05)O3]+xwt%Sb2O3无铅压电陶瓷,研究了Sb2O3掺杂对样品相结构、介电、铁电性能的影响。实验结果表明:所有样品都形成了纯的钙钛矿结构,无第二相生成。材料存在明显的弛豫现象,从而改善了介电高温温度稳定性(在x=0.6wt%组分、1kHz下、150℃~250℃范围内,介电常数保持在4000左右),但结果同时也表明掺杂使铁电稳定性降低。     

一步法合成的2.0%Sm-0.25Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.75Pb(Zr1-xTix)O3压电陶瓷的压电性能

通常采用两步合成法制备铌镁酸铅-锆钛酸铅(Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-Pb(Zr, Ti)O₃,PMN-PZT)压电陶瓷,即先合成MgNb₂O₆前驱体。工业生产中,两步法生产效率相对较低,成本高,并影响产品性能的一致性。本工作通过高效及低成本的一步合成法,研制了高致密度和高压电性能的2.0%(摩尔分数,下同)Sm-0.25Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-0.75Pb(Zr_1-xTi_x)O₃(Sm-PMN-PZT)压电陶瓷。在x=0.52～0.53范围内,构建了三方相、四方相(R-T)共存的准同型相界(MPBs);Sm³⁺的引入增强了局域结构异质性,外电场下铁电相变的势垒较低,即自由能曲线的曲率最小,压电性能得到优化。当x=0.525时,陶瓷具有最优的综合电学性能,压电系数d₃₃     

含铋层状结构陶瓷CaBi2Nb2O9的A位掺杂改性研究

利用固相反应法合成了Ca1-x(KLa)x/2Bi2Nb2O9(x=0～0.20)(xKLaCBNO)铋层状陶瓷,分析不同KLa掺杂量对CaBi2Nb2O9(CBNO)基陶瓷微观结构、介电、压电及电导性能的影响.XRD分析表明KLa的引入未改变CBNO陶瓷的单相结构.SEM和介电系数温度谱结果分别显示,KLa掺杂量的增加,细化尺寸趋于一致,而居里温度(Tc)从943℃降低至875℃,其峰值介电常数减小、峰值介电损耗增大.当掺杂量x=0.1时,样品的高温电阻率较纯CBNO显著升高,压电系数d33由5.2 pC/N提高到15.8 pC/N,居里温度高达870℃,说明A位(KLa)掺杂改性后的CBNO陶瓷在高温传感器等领域具有潜在的应用前景.     

LiF掺杂对BiFeO3-BaTiO3陶瓷结构、铁电和压电性能的影响

采用固相反应法制备0.7BiFeO₃-0.3BaTiO₃+0.35%(摩尔分数，下同)MnO₂+x%LiF(BF-BT-MN-xLF)压电陶瓷。采用XRD,SEM,铁电测试系统和精密阻抗分析仪测试陶瓷的物相组成、显微结构和铁电、压电性能。结果表明：LiF掺杂加强晶格畸变，促进烧结和晶粒生长，改善压电性能的温度稳定性。Li⁺和F^-不等价取代A/B位产生的复合缺陷偶极子，转向速度滞后于外加电场的变化，导致电滞回线呈现夹持现象。同时，对BF-BT-MN-xLF陶瓷的退极化行为以及居里温度变化的研究表明，LiF掺杂显著提高陶瓷的居里温度T_c和退极化温度T_d,T_c和T_d分别由500℃和410℃(x=0)升高到550℃和505℃(x=0.50)。当LiF掺杂量为0.50%时，在860～1020℃温度范围内烧结的陶瓷始终保持较高的压电系数，d₃₃=176～202 pC/N。x=0.5...     

Fe2O3掺杂MgTiO3-CaTiO3微波陶瓷的介电性能研究

采用固相法制备0.93MgTiO3-0.07CaTiO3-xFe_2O_3(摩尔分数x=0.01~0.025)微波介质陶瓷材料,研究添加Fe_2O_3后,体系的晶体结构、显微结构和微波介电性能之间的变化规律。利用XRD、SEM、网络分析仪对样品的相组成、微观结构、介电性能进行测试分析。研究表明:该复合陶瓷样品的致密度、介电常数和Q·f值随Fe_2O_3含量的增加先增大后减小。当x(Fe_2O_3)为0.015,在1290℃烧结4h时,获得最优的介电性能:εr=21.32,Q·f=37448GHz,τf=0.577×10-6/℃。     

(0.995-x)K_(0.48)Na_(0.52)NbO_3-0.005BiCoO_(3-x)Bi_(0.5)Na_(0.5)ZrO_3无铅压电陶瓷相结构及电学性能的研究

采用传统固相法制备了(0.995-x)K_(0.48)Na_(0.52)NbO_3-0.005BiCoO_(3-x)Bi_(0.5)Na_(0.5)ZrO_3(KNN-0.005BCxBNZ,x=0~0.045)系无铅压电陶瓷,研究了Bi_(0.5)Na_(0.5)ZrO_3的引入对KNN基无铅压电陶瓷相结构和电学性能的影响。研究结果表明,BNZ的引入能够同时使KNN陶瓷的正交-四方相变温度(TO-T)向低温方向移动,三方-正交相变温度(TR-O)向高温方向移动。当0.03x≤0.04时,陶瓷在室温附近正交-四方(O-T)相和三方-正交(R-O)相(即R-O-T相)共存,使陶瓷的电学性能得到大幅提高;当x=0.035时,陶瓷具有最优的电学性能:d33=320pC/N,kp=52%,Pr=19.7μC/cm2,εr=1 400,tanδ=2.5%,TC=335℃。