PZN-PZT压电陶瓷高温石墨还原行为研究

为研制具有超大位移量的 Ｒ Ａ Ｉ Ｎ Ｂ Ｏ Ｗ 新型压电微位移驱动器， 对制备该器件所用铌锌酸铅锆钛酸铅（ Ｐ Ｚ Ｎ Ｐ Ｚ Ｔ） 压电陶瓷材料的还原行为进行了初步研究， 观察到还原样品断口上呈现出清晰的多层层次结构采用 Ｓ Ｅ Ｍ、 Ｘ Ｒ Ｄ 和电导率测量等研究方法， 研究了还原样品各层次的断口形貌、物相组成和导电类型， 对 Ｐ Ｚ Ｎ Ｐ Ｚ Ｔ 压电陶瓷材料在高温下被石墨还原的过程和机理作了初步解释研究表明还原反应是按照先晶界后晶粒的顺序进行， 各层的导电类型随还原程度由浅到深呈现出绝缘体型半导体型金属型的变化规律， 对于轻度还原层， 仍保持着初始的固溶体晶相结构， 相应地对深度还原层， 初始晶相结构已被破坏， 由分解的复相所构成     

细晶（Mg,Y）—PSZ陶瓷在热蒸汽条件下的腐蚀行为

研究细晶（Ｍｇ，Ｙ）－ＰＳＺ陶瓷在１７５℃（１．２ＭＰａ）热蒸汽环境下的腐蚀行为。研究发现。细晶（Ｍｇ，Ｙ）－ＰＳＺ陶瓷不仅比３Ｙ－ＴＺＰ陶瓷具有良好的抗水热腐蚀能力，而且也比Ｍｇ－ＰＳＺ陶瓷具有更高的常温抗弯强度。相变激活能的计算结果表明，热蒸汽环境下，（Ｍｇ，Ｙ）－ＰＳＺ陶瓷具有与Ｙ－ＴＺＰ及Ｃｅ－ＡＺＰ陶瓷相近的相变激活能。进一步说明水分子与Ｚｒ－Ｏ－Ｚｒ键相互作用大幅度降低了材料的相变激活     

掺镍对钛酸钡陶瓷结构及介电性能的影响

采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法制备均匀掺镍钛酸钡纳米晶粉体及其陶瓷.通过XRD和SEM对掺镍钛酸钡粉体及陶瓷进行表征,并测定陶瓷的介电性能,主要研究掺镍量对钛酸钡陶瓷的相组成、显微组织和介电性能的影响.结果表明:采用Sol-gel法制得掺镍钛酸钡基纳米晶立方相粉体(25nm),经烧结后可得到四方相钛酸钡.氧化镍在钛酸钡陶瓷中的溶解限约为0.9 at.%(约为固相掺杂时的2倍);掺镍量低于此溶解限时,随着掺镍量的增大,陶瓷晶粒的长大趋势受到抑制,陶瓷的居里温度降低;当掺镍量高于此溶解限时,陶瓷晶粒长大,陶瓷的居里温度保持在85℃;随掺镍量的增加,陶瓷最大介电常数εm呈先增大后减小的趋势.     

PZN-PZT压电陶瓷高温石墨还原行为研究

为研制具有超大位移量的 Ｒ Ａ Ｉ Ｎ Ｂ Ｏ Ｗ 新型压电微位移驱动器, 对制备该器件所用铌锌酸铅 锆钛酸铅（ Ｐ Ｚ Ｎ Ｐ Ｚ Ｔ） 压电陶瓷材料的还原行为进行了初步研究, 观察到还原样品断口上呈现出清晰的多层层次结构采用 Ｓ Ｅ Ｍ、 Ｘ Ｒ Ｄ 和电导率测量等研究方法, 研究了还原样品各层次的断口形貌、物相组成和导电类型, 对 Ｐ Ｚ Ｎ Ｐ Ｚ Ｔ 压电陶瓷材料在高温下被石墨还原的过程和机理作了初步解释研究表明还原反应是按照先晶界后晶粒的顺序进行, 各层的导电类型随还原程度由浅到深呈现出绝缘体型 半导体型 金属型的变化规律, 对于轻度还原层, 仍保持着初始的固溶体晶相结构, 相应地对深度还原层, 初始晶相结构已被破坏, 由分解的复相所构成.     

BN／Sialon复相陶瓷的显微结构及Sialon晶粒Z值的不确定性

采用热压烧结工艺开发了高抗热震性及无明显各向异性的ＢＮ（Ｐ）／ＳＩＡＬＯＮ复相陶瓷，观察分析了显微结构特征，发现ＳＩＡＬＯＮ晶粒Ｚ值随晶粒结晶形态不同及晶粒内位置不同而呈现不确定的现象。     

溶胶凝胶法制备掺铅钛酸钡纳米晶及其结构相变

采用溶胶－凝胶工艺制备了不同晶粒大小的、掺铅（５ｍｏｌ％）钛酸钡（ＢＰＴ）纳米晶．用ＴＥＭ、ＸＲＤ和ＤＳＣ研究了ＢＰＴ样品的晶粒大小、结构及其相变特性．结果表明,纳米晶ＢＰＴ随着晶粒尺寸的减小,由铁电四方相向顺电立方相过度,并且相变变得弥散．其顺电－铁电相变随着晶粒尺寸的减小而消失．另一方面,随着晶粒尺寸的增加,其铁电四方－铁电正交相交消失,即抑制了其正交相的形成．     

Y—PSZ对Al2O3纳米粉烧结特性及性能的影响

在Ａｌ２Ｏ３纳米粉中加入１００－４００ｍｇ．ｇ＾－１的０．０２５ｍｏｌＹ２Ｏ２（Ｙ－ＰＳＺ），探讨了加入量对Ａｌ２Ｏ３纳米粉的烧结特性和烧成陶瓷力学性能的影响，结果表明，Ｙ－ＰＳＺ可促进烧结致密化，降低烧结温度，并且有效地抑制烧结时Ａｌ２Ｏ３晶粒的长大，提高烧成陶瓷的性能。     

纳米BaTiO3及其陶瓷材料的特殊物性的研究

报导了硬脂酸凝胶法制备的ＢａＴｉＯ３纳米晶及烧制的陶瓷材料的特殊物性，用Ｘ射线衍射、高分辨透射电镜、Ｘ荧光光谱、表面光电子能谱、介电谱、热释电谱研究了纳一粉及陶瓷材料的晶体结构，晶粒尺寸体相和表面相组份及铁电性能。结果表明，所有样品在室温下均为立方结构，没有铁电性，陶瓷样品在低温下具有铁电性。并发现纳米晶ＢａＴｉＯ３及陶瓷具有湿敏特性。     

亚纳米铁电陶瓷介电性能的粒度效应

本文采用ＢａＴｉＯ３超细粉和常规陶瓷工艺制备了亚纳米铁电陶瓷，并研究了其介电性能的粒度效应。研究表明，ＢａＴｉＯ３铁电陶瓷的介电常数、居里点及介质损耗都存在很明显的粒度效应，晶粒的细化有利于性能的提高。介电常数在粒径为０．８μｍ处有一个最大值，当晶粒减至亚纳米（〈０．８μｍ）时，居里点降低，损耗因子及其温度变化率减小。     

Si-Zr-B复合非催化形核涂层壳型的制备

先采用熔模铸造中的制壳工艺,在壳型内壁制备了Ｓｉ－Ｚｒ－Ｂ基底涂层Ｚ,然后利用溶胶凝胶原理,经浸涂－分级热处理以及８５０℃玻璃热处理后,在Ｚ表面制备了七层与Ｚ同成分的Ｓｉ－Ｚｒ－Ｂ玻璃薄膜涂层。ＸＲＤ和ＳＥＭ分析结果表明,Ｈ３ＢＯ３的加入起抑制Ｓｉ－Ｚｒ－Ｂ涂层析晶及对涂层表面裂纹的高温自愈合作用。因此,将Ｚ－Ｒ壳型置于１５００℃保温３０ｍｉｎ后,涂层的析晶量仅为１％～３％,其结构在高温下具有很强的稳定性。过冷实验结果表明,ＤＤ３单晶高温合金可以在该涂层壳型内获得１４０Ｋ过冷度,证明Ｓｉ－Ｚｒ－Ｂ涂层具有良好的非催化形核惰性。     

Effects of Nb5+ doping on sintering and electrical properties of lead-free (Bi0.5Na0.5)TiO3 ceramics

The Nb⁵⁺ doped (Bi_0.5Na_0.5)TiO₃ (BNT) ceramics were manufactured by a conventional solid state reaction method. The influence of Nb⁵⁺ doping on the sintering, microstructure and various electrical properties of BNT ceramics was investigated. The results of X-ray diffraction show that the solubility limit of Nb⁵⁺ in the BNT lattice is less than 3%. Additionally, Nb⁵⁺ doping produces significant effects on the densification and grain growth of BNT ceramics. Various electrical properties of BNT ceramics are obviously changed with doping a small amount of Nb⁵⁺. The ferroelectric and piezoelectric properties display enhanced values at a low doping level. The formation of A-site vacancies is considered as the reason for the changed ferroelectric and electromechanical behavior.     

Giant dielectric permittivity of Ca and Sb-co-doped TiO2 ceramics

The continuous development of microelectronic devices with integrated functions has led to an increasing interest in the development of dielectric ceramics with high dielectric constant, low dielectric loss, good frequency, and temperature stability. In this work, (Ca, Sb)-co-doped TiO₂ (CSTO) ceramics were prepared by solid-phase reaction sintering method and their phase structure, microstructure, giant dielectric properties, and mechanism were systematically investigated. The results show that the secondary phase of CSTO ceramic samples appeared when x?≥?4%. The average grain size of CSTO ceramics decreased as the amount of doping increases, and all CSTO ceramics had giant dielectric constants. When the doping amount was x?=?4%, the CSTO ceramics obtained optimum dielectric properties, where ε′ = 2.6?×?10⁵ and tan δ?=?0.10. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) results showed that the giant dielectric origin was mainly due to the Sb⁵⁺ doping that generated electrons inside the material, Ca²⁺ doping that enhanced the generation of vacancies inside the material, and the defective dipole clusters produced that improved the dielectric properties of the CSTO ceramics. This work is critical for the development and deployment of new TiO₂-based giant dielectric ceramics.

     

SrCaBi_4Ti_5O_(18)-BiMeO+3(Me=Ga,Mn)高温无铅压电陶瓷的制备及性能

采用固相合成法制备了(1-x)SrCaBi_4Ti_5O_(18-x)BiMeO_3(SCBT-xBMe,Me=Ga,Mn;0≤x≤0.02)铋层状压电陶瓷,研究了BiMeO_3掺杂对SrCaBi_4Ti_5O_(18)系陶瓷微观结构及电性能的影响。结果表明BiMeO_3掺杂并未改变SCBT陶瓷的晶体结构,所有样品均为单一的铋层状结构陶瓷;适量引入BiMeO_3能促使SCBT的晶粒长大且趋于均匀,并有助于SCBT电性能的优化。当BiMeO_3掺杂量为0.005(Me=Ga)和0.02(Me=Mn)时,材料的压电常数d33分别为18pC/N和20pC/N,同时材料具有高的居里温度(Tc=550℃)和低的介电损耗(tanδ0.15%)。此外,SCBTxBMe材料具有良好的压电稳定性,适合于制备高温高频压电器件。     

掺杂对Y—TZP陶瓷结构和电性能的影响

本文研究了掺杂对钇稳定四方ZrO_2(YTZP)陶瓷材料结构和电性能的影响。通过密度测定,SEM和电性能测量分析可知:掺杂的Y-TZP材料晶粒呈不规则多边形且分布均匀,晶粒平均尺寸在0.4μm左右。掺杂材料的电导激活能均小于未掺杂YTZP材料的电导激活能;材料的晶粒电阻率随掺杂种类和浓度的变化不大,而掺杂Fe_2O_3和SiO_2的Y-TZP陶瓷材料则呈现较小的晶界电阻率.     

蒸汽掺杂－一种新的钛酸钡基PTCR陶瓷的掺杂方法

晶界效应是陶瓷材料所固有的特性．利用某些氧化物在高温下具有较高的蒸汽压,在烧成过程对陶瓷材料进行掺杂改性,可以有效地控制晶界行为,改善材料性能．钛酸钡基半导化陶瓷中存在的PTCR效应;是一种典型的晶界效应．利用Sb2O3、Bi2O3蒸汽掺杂的钛酸钡基PTCR材料,晶粒细小、均匀致密、升阻比可以做到大于8个数量级．因而,蒸汽掺杂是一种新型高效的掺杂方法．     

Structural and electrical characteristics of dysprosium-doped barium stannate titanate ceramics

Effects of dysprosium (Dy) amphoteric doping on the structural, dielectric and electric properties of barium stannate titanate (BTS) ceramics have been studied. X-ray diffraction analyses reveal that all Dy-doped BTS ceramics exhibit cubic perovskite structure until to 1 mol%. Dy doping at the A site shows lower solubility than that at the B site. SEM surface morphologies display that the Dy B site doping is beneficial for the compact and homogeneous grain distribution. The dielectric constant and loss tangent are reduced with increase of the doping levels. Impedance spectroscopy investigation demonstrates that all samples are insulating at room temperature. Doping alters the full resistive regions of pure BTS ceramics to Doped BTS with insulating grain boundaries and semiconducting bulk regions, but the doping contents has little effect on changing the electric structures.     

Sb掺杂对ZnO-V2O5多元系压敏电阻的影响

本文研究了V/Sb预合成粉、SbVO4和Sb2O3等三种不同形式的Sb掺杂对ZnO-V2O5基压敏陶瓷结构和性能的影响.化学计量比不变情况下,上述Sb掺杂方式的改变,使烧结过程中Sb3 离子在陶瓷样品中的浓度上升,促进Zn7Sb2O12型尖晶石相形成,材料晶粒随之细化.同时材料的压敏电压出现大幅上升,而非线性系数和漏电流密度受Sb掺杂形式的变化影响不大.Sb以V/Sb预合成粉进行掺杂可以获得较大尺寸的晶粒,有利于材料在低压方面的应用.     

泡沫碳化硅陶瓷的导电性能

采用高分子热解和反应烧结方法制备出泡沫碳化硅陶瓷，研究了泡沫碳化硅陶瓷的体积分数变化和钛的掺杂对泡沫碳化硅陶瓷骨架导电性能的影响．结果表明：随着泡沫碳化硅陶瓷的体积分数提高，泡沫碳化硅陶瓷的电阻率降低，这是泡沫碳化硅陶瓷筋中部碳化硅的面积增加所引起的；掺杂的钛转变成TiSi2导电相改善了泡沫碳化硅陶瓷的导电性能．TiSi2呈现离散和团聚两种形态分布，以不规则的形状位于碳化硅晶界之间，在碳化硅中作为施主杂质．泡沫碳化硅陶瓷表现出的正或负温度系数取决与掺杂的钛量的多少．     

纳米铌酸钾钠陶瓷的制备及性能

以新型溶胶-凝胶法制备的平均晶粒尺寸为30 nm的铌酸钾钠粉体为原料, 采用放电等离子体烧结工艺, 在烧结温度为900℃, 压力30 MPa, 烧结时间1 min的条件下, 制备得到纯正交相, 相对密度高达99%以上, 平均晶粒尺寸为40 nm的纳米铌酸钾钠陶瓷, 并对该陶瓷的相结构、微观形貌、介电性能和铁电性能进行了研究。结果表明, 与普通微米晶陶瓷不同, 纳米铌酸钾钠陶瓷的室温介电常数仅为341, 并且随温度变化不明显, 表现出明显的介电弛豫现象, 弥散因子γ为1.60, 并具有明显的电滞回线, 矫顽场强度为13.5 kV/cm, 剩余极化为1.5 μC/cm²。尺寸降低所引起的纳米铌酸钾钠陶瓷中晶界相所占的比例增大是其性能变化的主要原因, 并且可以推断, 如果铌酸钾钠陶瓷具有“临界尺寸”, 那么其值应该在40 nm以下。     

Dielectric properties of La/Zr codoped Ba0.67Sr0.33TiO3 ceramics prepared from citrate–nitrate combustion derived powders

La/Zr codoped Ba_0.67Sr_0.33TiO₃ (BST) ceramics were fabricated via citrate–nitrate combustion derived powders, and the microstructure and dielectric properties of BST ceramics were investigated. All ceramic samples show a pure perovskite structure. The dielectric constant and loss decrease with increasing Zr content. The additions effectively suppress the grain growth of BST ceramics. It is found that the temperature-permittivity characteristics for codoped BST ceramics could be controlled using various doping content.