Sr/Ti及TiO_2晶型对SrTiO_3陶瓷性能的影响

在一定范围内变动锶钛摩尔比r(Sr/Ti)仍然可以得到性能良好的SrTiO3晶界层电容器,但施主添加物Nb2O5、La2O3及烧结剂SiO2的加入量应作相应变动。当r(Sr/Ti)=1时,Nb2O5与La2O3以等摩尔比加入为佳;当TiO2过量时Nb2O5宜减少;而当SrO过量时则La2O3应减少,并适当增加SiO2。r(Sr/Ti)在0.994~0.998时粉料有比较合适的松装密度,烧成试样有较低的电阻率(0.2~0.3 Ω·cm),晶粒尺寸为40~50 mm且比较均匀,氧化处理后瓷片有较理想的综合介电性能:er = 55 000~68 000,tgd <1?02,r50v >5?010 ·cm,VB(DC)≈600 V/mm,|腃·C1| (25~+125℃)<10%。相对于金红石相(R),锐钛矿型(A)TiO2与SrCO3的反应活化能更低,可以不经过SrCO3分解过程而在较低温度下直接合成SrTiO3。固相反应机理的差别导致瓷体微观结构差异,在调整r(Sr/Ti)的同时调整TiO2原材料中的金红石相(R)与锐钛矿相(A)之比可得到更理想的晶界层电容器瓷体。     

Zr/Ti比及Sr掺杂对PNN-PSN-PMN-PZT压电陶瓷性能的影响

采用固相烧结法制备了五元系PNN-PSN-PMN-PZT压电陶瓷,通过X线衍射(XRD)研究了组分不同Zr/Ti比的相结构,并研究不同Zr/Ti比和Sr掺杂量对组分介电、压电性能的影响。研究表明,组分的相结构均为单一的钙钛矿结构;随着Zr/Ti比的增加,组分的相结构由三方相向四方相转变,且组分的准同型相界位于r(Zr)/r(Ti)=0.98附近;在r(Zr)/r(Ti)=0.98的组分中掺杂Sr发现,随着Sr含量的逐渐增加,压电陶瓷的介电和压电性能先增加后减小,当x(Sr)=4.0%时,介电和压电性能出现极大值,即介电常数ε~T_(33)/ε_0=3 578,压电常数d_(33)=652pC/N,机电耦合系数k_p=0.81,品质因数Q_m=65,介电损耗tanδ=1.72%,居里温度T_C=191℃,且具有典型的介电弛豫特性。     

Ba/Ti摩尔比对B位钙掺杂钛酸钡性能的影响

研究了Ba/Ti摩尔比、B位钙掺杂量和烧结气氛对钛酸钡陶瓷的致密化、微观结构、电阻率以及介电性能的影响。结果表明,随着Ba/Ti摩尔比的增加,样品密度增大,陶瓷晶粒变小,致密化程度增加,材料的居里点向低温方向移动,漏导损耗减小,电阻率增加。而随着钙掺杂量的增加,样品密度减小,孔洞增大增多,漏导损耗增大,电阻率减小。     

具有压敏特性的SrTiO_3边界层电容器

<正> 本文研究了具有晶界扩散的SrTiO_3基边界层电容器的微观结构和电特性。添加Nb_2O_5的SrTiO_3半导体陶瓷是在N_2+H_2气氛中于1380～1470℃的温度下烧成。把含有Na_2O的绝缘浆料印在半导体陶瓷上并在1100～1250℃下煅烧,以引起晶界扩散,     

CaTiO_3掺杂对BST铁电电容器陶瓷性能的影响

采用固相法制备了CaTiO3掺杂的(Ba0.65Sr0.35)TiO3(BST)陶瓷,研究了CaTiO3掺杂量对BST电容器陶瓷介电性能和微观结构的影响。结果表明:随着CaTiO3掺杂量的增加,BST陶瓷的相对介电常数(εr)先增大然后减小然后增大,介质损耗(tanδ)和交流耐压强度(Eb)先增大然后减小。当CaTiO3掺杂量为摩尔分数10%时,BST陶瓷的综合介电性能较好:εr为4480,tanδ为0.022,Eb为5.8×103V/mm(AC),容温特性符合Y5U特性。     

MgO掺杂Ba0.7Sr0.3TiO3基电容器陶瓷的研究

以通用的陶瓷工艺合成Ba0.7Sr0.3TiO3基电容器陶瓷。通过实验研究MgO掺杂量对材料εr、tanδ和容量温度变化率等性能的影响,探讨了MgO的掺杂改性机理。结果表明:MgO具有减小介电常数温度变化率,降低陶瓷气孔率,细化陶瓷晶粒尺寸的作用。当MgO的质量分数为0.20%时,陶瓷的εr达最大值4528;质量分数为1.00%时,得到εr为4090,tanδ为0.0043,介电常数温度变化率为21.1%的Y5V瓷料。     

Ca-B-Si玻璃掺杂对SrTiO_3基半导体陶瓷材料性能的影响

采用二次烧结法制备了Ca-B-Si(CBS)玻璃掺杂的SrTiO_3基晶界层型陶瓷电容器材料。研究了CBS玻璃作为掺杂剂对SrTiO_3基半导体陶瓷电容器微观结构、介电性能及温度稳定性的影响。结果表明,适量的CBS掺杂能明显改善材料的电容温度稳定性,提高相对介电常数(ε_r),降低介电损耗(tanδ)。当CBS质量分数为0.4%时,可获得最佳的电学性能:ε_r为19418,tanδ为0.007,在-55～150℃电容温度变化率(ΔC·C~(-1))小于10%,绝缘电阻率大于2.1×10~(11)Ω·cm。     

La_2O_3和Sm_2O_3掺杂对SrTiO_3陶瓷结构与性能的影响

对SrTiO3陶瓷分别进行了La2O3和Sm2O3微量掺杂改性研究,观察了稀土掺杂后陶瓷样品的显微结构,研究了其介电损耗、相对介电常数及电容量变化率随测试温度变化的规律,分析了样品在不同测试电压下的绝缘特性。研究结果表明,La2O3和Sm2O3的微量掺杂对SrTiO3陶瓷的影响相似。稀土掺杂后,样品的晶粒尺寸变小,介电损耗增大,相对介电常数明显提高,电容量变化率明显改善,绝缘电阻明显减小。当稀土掺杂量高于0.2%(摩尔分数)时,La2O3的细晶效果比Sm2O3更明显。     

稀土掺杂的BSTO/MgO铁电移相材料

为了提高移相器性能,通过掺杂的方法研究了La2O3、Sm2O3、Dy2O3、CeO2等稀土氧化物对BSTO/MgO铁电移相材料低频(10kHz)与高频(2.5GHz左右)相对介电常数εr、介质损耗tgδ和调谐性T等的影响,并对影响机理作了初步探讨。结果表明,掺杂摩尔分数为0.5%La2O3的BSTO/MgO系统基本上达到了相控阵移相器在高频下工作的要求10kHz下,tgδ=4×10–4,T=14.6%;2.41GHz下,tgδ=6.7×10–3。     

改性SrTiO_3陶瓷的介电性能与高压瓷介电容器

本文研究了0.91(Sr_(0.84)Pb_(0.16))TiO_3+0.09(Bi_2O_3·3.5TiO_2)介质陶瓷的介电性质。用此种材料可制作高可靠性、损耗小于1％、介电常数温度系数约为240ppm/℃、耐压为15kV的高压瓷介电容器。     

Y_2O_3掺杂超细(Ba,Sr)TiO_3基电容器陶瓷的研究

通过sol-gel法制得高纯、超细的Ba0.7Sr0.3TiO3粉体。以液相法掺杂MgO、ZnO、Bi2O3,和Y2O3等物质,得到平均粒径为50nm左右的混合粉体,制备出超细晶BST电容器陶瓷。分析了掺杂Y2O3对BST电容器陶瓷介电性能和显微结构的影响。结果表明:适量的Y2O3掺杂能够明显改善陶瓷介电性能,当w(Y2O3)为0.75%,烧结温度为1200℃时,得到了εr为2538,tanδ为0.006,耐压强度为5.83×103V/mm的BST电容器陶瓷。     

SrTiO_3双功能陶瓷中TiO_2掺杂的作用

研究了ＴｉＯ２掺杂对ＳｒＴｉＯ３电容－压敏双功能陶瓷晶粒生长特性和电性能的作用规律。研究结果表明ＴｉＯ２添加量较小时瓷体不能实现半导化。随着ＴｉＯ２添加量的增大,烧结后的表观电阻率减小,压敏电压和非线性指数减小,表观介电常数增大。ＳＥＭ观察发现ＴｉＯ２添加量较小时晶粒内部出现裂痕,较多的ＴｉＯ２添加量利于晶粒的长大。     

稀土氧化物掺杂对Ba0.6Sr0.4TiO3-MgO复合物结构及微波介电性能的影响

研究了不同质量分数(0~1.5%)的各种稀土氧化物对Ba0.6Sr0.4TiO3(40%)-MgO(60%)陶瓷微观结构和介电性能的影响.研究表明,大半径的稀土离子掺杂能有效降低材料的介电常数并提高品质因数;而小半径的稀土离子掺杂则会提高材料的微波介电损耗.当掺杂量超过0.2%时,所有样品的调谐率都随着添加量的增加而下降.与未掺杂的BST-MgO相比,0.2%稀土掺杂样品的调谐率变化规律及机理随掺杂物的不同而不同:Nd2O3和Yb2O3 掺杂样品中调谐率的大幅度升高归因于结电容的贡献,Sm2O3 掺杂样品调谐率的下降主要由MgO晶粒的聚集所致,而Y3+同时占据A位和B位引起了样品调谐率的下降.研究发现在BST-MgO中添加具有大离子半径的稀土氧化物(如La2O3、CeO2、Nd2O3、Sm2O3)并优化其添加量,能满足铁电移相器等微波调谐器件的要求.     

Co_2O_3掺杂对0.965MgTiO_3-0.035SrTiO_3微波介质陶瓷性能的影响

采用传统电子陶瓷制备方法研究了Co2O3(1.5%～5.0%,质量分数)掺杂的0.965MgTiO3-0.035SrTiO3(MST0.035)微波介质陶瓷,分析了Co2O3含量对MST0.035陶瓷的烧结性能、晶相结构、显微形貌以及微波介电性能的影响。结果表明:Co2O3的掺杂促进了MST0.035陶瓷的烧结。随着Co2O3掺杂量的增加,陶瓷介电常数略有下降,谐振频率温度系数以及品质因数增加,同时中间相MgTi2O5逐渐减少直至完全消失。当Co2O3掺杂量为质量分数3.0%时,MST0.035陶瓷的烧结温度由1 380℃降低到1 290℃,其烧结所得的样品具有优良的微波介电性能:谐振频率温度系数τf=–2.53×10–6/℃,高的品质因数Q·f=19 006 GHz和介电常数εr=20.5。     

B2O3掺杂对Ba0.6Sr0.4TiO3/MgO陶瓷介电性能的影响

采用XRD和SEM对B2O3掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3/MgO(简称为BSTM)陶瓷致密化行为和介电性能进行了研究。结果表明:掺杂适量B2O3可明显降低BSTM陶瓷的烧结温度,在1480℃时即可烧结致密化,比未掺杂的BSTM陶瓷烧结温度降低70℃;掺杂量不同,则B2O3在陶瓷体中的存在形式不同,引起其介电性能相应变化;1480℃下烧结,B2O3掺杂量为0.8%(质量分数)时,10kHz下测得试样的εr为138,tanδ为0.0034,εr可调率达12.6%(3MV/m),性能有所提高。     

Na和Ti掺杂对Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7陶瓷性能的影响

采用传统固相反应法制备了Na-Ti掺杂Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7陶瓷。研究了Na+替代Bi3+,Ti4+替代Nb5+对Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7陶瓷烧结特性、显微结构和介电性能的影响。结果表明,掺入Na+和Ti4+后,Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7陶瓷的烧结温度从1000℃降到了860℃左右;在–30℃～+130℃的温度范围内,Na-Ti掺杂Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7陶瓷表现出明显的、激活能约为0.3eV的介电弛豫现象。这主要是由缺陷偶极子和晶格畸变在陶瓷中的出现引起的。     

MgTiO_3掺杂对BST基电容器陶瓷介电性能的影响

采用固相法制备了MgTiO3掺杂的(Ba0.65Sr0.35)TiO3(BST)陶瓷,研究了MgTiO3掺杂量对(Ba0.65Sr0.35)TiO3(BST)基电容器陶瓷介电性能和微观结构的影响。结果表明:随着MgTiO3掺杂量的增加,BST陶瓷的介电常数(εr)、介质损耗(tanδ)和耐压强度(Eb)均先增大后减小。当MgTiO3掺杂量为质量分数0.8%时,BST陶瓷的综合介电性能较好:εr为4350,tanδ为0.0055,Eb为5.7×103V/mm(AC),容温特性符合Y5U特性。     

Pr和V掺杂的Bi4Ti3O12铁电陶瓷的微结构及电性能

采用传统固相烧结法制备了Pr6O11和V2O5共同掺杂的Bi4Ti3O12铁电陶瓷。XRD分析表明,Pr6O11和少量V2O5的掺杂没有引起材料结构的改变。适当比例Pr6O11的掺杂会使材料的铁电性能有明显的改善,但其电输运特性明显不同于3价稀土离子的掺杂。实验表明,钒掺杂对材料铁电性能的影响主要体现在低电场下,不能简单地以氧空位的变化来解释。配比为Bi3.08Pr0.75Ti2.98V0.02O12的样品的电学性能稳定并且具有较大的剩余极化。     

Bi4Ti3O12掺杂对BST陶瓷性能和结构的影响

研究了Bi4Ti3O12(2%～10%,质量分数)掺杂对(Ba0.71Sr0.29)TiO3(BST)基电容器陶瓷介电常数εr、介质损耗tan δ、容温变化率△C/C等性能及其烧结温度的影响.结果表明,当w(Bi4Ti3O12)=10%时,εr为2 558,tan δ为0.005 0,△C/C=-39.2%,△C/C在25～125℃的范围内比在w(Bi4Ti3O12)=2%时降低了18%,陶瓷的烧结温度降为1 180℃.借助SEM和XRD研究了Bi4Ti3O12掺杂量对样品的显微结构和物相组成的影响,表明Bi4Ti3O12作为烧结助剂包裹晶粒并填充晶粒间形成异相,阻止晶粒生长并细化晶粒.