纳米钛酸钡粉体的制备和烧结动力学研究

以四氯化钛、八水合氢氧化钡和氨水为原料,首先制备出氢氧化钛凝胶,然后以乙醇为溶剂,采用两步沉淀法在低温常压下合成了立方相纳米钛酸钡粉体.研究了反应温度、反应物浓度和反应时间对粉体物相和粒径的影响,利用XRD和TEM对粉体进行了表征.实验结果表明,在低于80℃的反应温度下可以制备出粒径＜20nm、结晶性能良好且形貌规则的纳米钛酸钡粉体.此外,以合成的粉体为原料,以热膨胀仪为测试手段,对钛酸钡陶瓷的烧结动力学进行了研究.结果表明,陶瓷的烧结温度为1150～1250℃,在1250℃的烧结温度下保温2h,陶瓷坯体的相对密度约93%,室温介电常数约4020.     

常规烧结和微波烧结的钛酸钡陶瓷介电和铁电性比较研究

采用溶胶-凝胶法制备钛酸钡粉体作为原料,分别采用常规马弗炉和家用微波炉烧结成陶瓷,研究其晶体结构,比较了两种烧结方式制备的钛酸钡陶瓷的介电和铁电性。结果表明:溶胶-凝胶法制备的钛酸钡粉体为单一赝立方相;采用家用微波炉可烧结得到致密的、单一四方相的钛酸钡陶瓷;微波烧结制备的钛酸钡陶瓷在居里点处的介电峰值远低于常规烧结的钛酸钡陶瓷;微波烧结工艺可使钛酸钡陶瓷在低频下(<800 Hz)的介质损耗有一定程度的降低;微波烧结的钛酸钡陶瓷的剩余极化强度和矫顽场强较常规烧结小。     

钛酸钡系PTCR半导体陶瓷烧结过程的计算机模拟——I．烧结初期的动力学方程及计算机模拟

研究了BaTiO3系PTCR半导体陶瓷的烧结机理,建立了综合作用机制下的烧结初期的动力方程,并对烧结过程进行了计算机模拟,得到了BaTiO3系陶瓷晶粒生长原料粉体粒径及温度关系的直观图形。     

钛酸钡系PTCR半导体陶瓷烧结过程的计算机模拟Ⅰ.烧结初期的动力学方程及计算机模拟

研究了BaTiO3 系PTCR半导体陶瓷的烧结机理 ,建立了综合作用机制下的烧结初期的动力学方程 ,并对烧结过程进行了计算机模拟 ,得到了BaTiO3 系陶瓷晶粒生长与原料粉体粒径及温度关系的直观图形     

钛酸钡系PTCR半导体陶瓷烧结过程的计算机模拟 工.烧结初期的动力学方程及计算机模拟

研究了BaTiO3系PTCR半导体陶瓷的烧结机理,建立了综合作用机制下的烧结初期的动力学方程,并对烧结过程进行了计算机模拟,得到了BaTiO3系陶瓷晶粒生长与原料粉体粒径及温度关系的直观图形.     

磷掺杂钛酸钡陶瓷烧结过程及介电性能的研究

本文研究了掺杂微量元素磷对钛酸钡陶瓷烧结过程、结构及介电性能的影响。在湿化学法合成的高纯钛酸钡超细粉中，加入0．4atm％的二异丙基亚磷酸酯（P2O5的质量分数为0．14％），不加粘合剂直接压片成型，于1150－1350℃条件下无压烧结。用SEM，TMA，XRD及低频阻抗分析仪，测试样品的烧结性能、微观形貌、晶体结构和介电性能。结果表明：由于磷的加入，晶粒边界形成BaO-TiO2-P2O5三元系液相烧结，在较长的温度下即形成致密的陶瓷，1200℃保温2h的样品致密度达到理论密度的96％：1150～1200℃烧成的陶瓷，其室温介电常数高达6100－5500；居里温度随烧结温度的降低略有下降。因此，微量磷元素的掺杂有助于改善钛酸钡陶瓷的烧结过程和提高介电性能。     

晶粒可控钛酸钡致密陶瓷的制备及表征

采用超重力反应沉淀法制备的纳米钛酸钡粉体和常规陶瓷工艺,通过控制烧结温度在 1200 ~1300℃,分别制备了晶粒尺寸 0.45~2.2μm的致密陶瓷。实验结果表明超重力反应沉淀法制备的粉体具有良好的烧结和介电性能。烧结温度为 1200℃时,相对密度即可达到95%,晶粒尺寸为 0.45μm,随烧结温度的升高,晶粒逐渐长大,未出现晶粒的异常长大现象,到1300℃相对密度和晶粒尺寸分别达到 97.7%和2.2μm。钛酸钡陶瓷介电性能有明显的粒度效应,晶粒在1.2μm左右时,室温介电常数达到最大(4143)。由于晶粒内部立方相成分的出现,包含更细晶粒的陶瓷(d=0.45μm)呈现低的介电常数。     

钛酸钡BaTiO3结构相变研究进展

综述了钛酸钡ＢａＴｉＯ３结构相变研究进展，介绍了我们对铁电相转变温度为１２０℃的解释和－８℃时热膨胀反常机理，同时叙述钛酸钡ＢａＴｉＯ３结构相变尚存的问题。     

钛酸钡系PTCR半导体陶瓷烧结过程的计算机模拟 Ⅱ.烧结中后期及奥氏熟化过程中的晶粒生长

对Monte-Carlo计算机模拟法的Q－States Potts模型进行了修正,用于模拟BaTiO3系PTCR半导体陶瓷烧结中后期的晶粒生长和奥氏熟以及液相性质对晶粒生长的影响。模拟结果表明：在含有液相的二相系统,钛酸钡半导瓷样品在1240℃附近体积收缩率基本上达到最大值,以后的保温阶段是在液相控制下的晶粒生长和致密化过程,这和大多数实验结果是一致的。     

纳米钛酸钡陶瓷的特殊烧结方法和新颖特性的研究进展

对近年来有关纳米钛酸钡陶瓷最新的烧结方法、新颖性质进行了综合评述和讨论。当晶粒尺寸减小到纳米尺度时，钛酸钡陶瓷的晶体结构在不同的温度下出现了不同的多相共存。这可以用纳米钛酸钡陶瓷相变产生的应力来解释。纳米钛酸钡陶瓷的铁电性能表现出新颖的特性。它的介电常数先随晶粒尺寸的减小而降低，但当晶粒尺寸降低到小于50nm甚至小于10m时，介电常数表现出反常的增加，同时铁电向顺电的转变峰变为一个很宽的峰，表现出弥散相变的特征。     

烧结条件对La、Mn掺杂BaTiO3基PTCR材料性能的影响

采用低温固态反应合成了La、Mn掺杂纳米钛酸钡基固溶体粉体，研究了各种烧结条件对其PTC材料性能的影响。实验表明，随着烧结温度的升高，材料的室温电阻先减后增，而升阻比基本呈先增后减的变化规律。随着保温时间的增长，材料的室温电阻也呈现先减后增的规律，且电阻温度系数逐渐增大。当烧结温度为1330℃，保温时间为30min时，制得了室温电阻率为72．97Ω·cm，升阻比和电阻温度系数分别为5．55×10^4和18.41％/℃的性质优良的PTC陶瓷材料。同时，对于各种变化规律给予了一定的理论解释。     

Fabrication of crystal-oriented barium-bismuth titanate ceramics in high magnetic field and subsequent reaction sintering

Abstract

High magnetic field was applied to fabricate novel lead-free piezoelectric ceramics with a textured structure. A compact of crystallographically oriented grains was prepared by dry forming in a high magnetic field from a mixed slurry of bismuth titanate and barium titanate powders. Bismuth titanate particles with a size of about 1 μ m were used as the host material. In the forming process, the slurry was poured into a mold and set in a magnetic field of 10 T until completely dried. Bismuth titanate particles were highly oriented in the slurry under the magnetic field. The dried powder compact consisted of highly oriented bismuth titanate particles and randomly oriented barium titanate particles. Barium bismuth titanate ceramics with a- and b-axis orientations were successfully produced from the dried compact by sintering at temperatures above 1100 ° C.     

Fabrication of crystal-oriented barium-bismuth titanate ceramics in high magnetic field and subsequent reaction sintering

High magnetic field was applied to fabricate novel lead-free piezoelectric ceramics with a textured structure. A compact of crystallographically oriented grains was prepared by dry forming in a high magnetic field from a mixed slurry of bismuth titanate and barium titanate powders. Bismuth titanate particles with a size of about 1 μ m were used as the host material. In the forming process, the slurry was poured into a mold and set in a magnetic field of 10 T until completely dried. Bismuth titanate particles were highly oriented in the slurry under the magnetic field. The dried powder compact consisted of highly oriented bismuth titanate particles and randomly oriented barium titanate particles. Barium bismuth titanate ceramics with a- and b-axis orientations were successfully produced from the dried compact by sintering at temperatures above 1100 ° C.     

BaTiO3陶瓷中Gd、Ce的掺杂效应研究

在BaTiO3(BT)-Nb2O5-ZnO系统中引入硼硅酸盐助烧剂,加入Gd、Ce稀土氧化物以期获得中温烧结X7R陶瓷材料.研究发现,随着Gd用量的增加,单独掺杂时陶瓷室温介电常数先减小后增大,而与Ce复合掺杂时室温介电常数单调递增,分析认为,这是由于Gd在BT晶粒中对A位和B位的不同取代造成;随着Ce掺杂量的增大,室温介电常数减小,这与壳芯结构理论吻合.SEM图分析发现,Gd、Ce共掺杂BT陶瓷晶粒生长明显大于单独掺Gd或Ce的BT陶瓷,且陶瓷气孔率低,致密化程度高.     

Effect of sintering time on the resistivity of semiconducting BaTiO3 ceramics

A positive temperature coefficient of resistivity has been found for 0.3 atom % Sb-doped BaTiO₃ ceramics containing slight excess of TiO₂. Room-temperature resistivity increased with sintering time. This has been attributed to an increase in the amount of Ti-rich liquid phase along the boundaries. Microscopic study and electron-probe microanalysis have been used to arrive at this conclusion.     

碳化硅陶瓷的活化烧结与烧结助剂

综述了作为碳化硅陶瓷烧结助剂的热力学条件及液相烧结的有效条件,介绍了碳化硅陶瓷烧结助剂的研究进展.     

在熔融介质中合成钛酸钡基础研究

首先使ＮａＯＨ与ＴｉＯ２反应生成钠的钛酸盐,再往该熔融钛酸钠共晶体系中加入化学计量的ＢａＣｌ２,使之与钛酸盐反应生成钛盐钡。熔融产物冷凝后,经洗涤、过滤、干燥后即可制成钛酸钡颗粒。与传统方法相比较,本法可降低反应温度２００～３００℃。为了使ＴｉＯ２尽可能转变为钛酸钡,应尽量避免Ｎａ２Ｔｉ２Ｏ５和Ｎａ２Ｔｉ３Ｏ７等复合氧化物生成。     

BaTiO3多晶陶瓷表面态研究

文中系统地对BaTiO3陶瓷的表面态进行综述，认为表面态确实是PTC效应产生的根源所在，同时对表面态的组成（主要对表面态中金属阳离子空位，氧空位）、微量3d元素对表面受主态的显著影响以及表面必度的定量计算三方面进行分析，认为表面态研究的难点在于其组成的复杂性，认为用电介质理论定量计算表面态密度存在粗略性问题，同时对表面态的研究前景进行展望。