稳定的SrTiO3陶瓷浆料的制备

本采用胶体“电空间稳定机制”，以PMAA-NH4为分散剂，以沉降高度作为衡量浆料稳定性的参数，研究了SrTiO3粉末的悬浮流变特性及分散剂PMAA-NH4加入量对SrTiO3浆料稳定性的影响。在最佳pH值和分散剂加入量条件下，制备了高固相含量（50vol%)，稳定性和分散性好的SrTiO2浆料。     

SrTiO3基功能陶瓷的制备与特性研究

本文研究了气相扩散ＰｂＯ、Ｂｉ２Ｏ３、ＰｂＯ－Ｂｉ２Ｏ３使ＳｒＴｉＯ３基陶瓷基片晶界绝缘化,气相扩散ＰｂＯ－Ｂｉ２Ｏ３制备的陶瓷综合性能优良。讨论了气相扩散ＰｂＯ－Ｂｉ２Ｏ３的工艺条件对半导化ＳｒＴｉＯ３基陶瓷的介电性能（ε）、介电损耗（Ｄ）、非线性系数（α）及电阻率（ρ）的影响,用ＳＥＭ和ＥＰＡ对微观结构进行了观察和分析,结果显示ＰｂＯ和Ｂｉ２Ｏ３主要集中在晶界附近。用ＳｒＴｉＯ３气相扩散法成功     

热水溶液中钛酸锶晶粒的结晶过程

研究了以TiCl4水解得到的H4TiO4胶体作为钛源,在热水溶液中制备SrTiO3晶粒的结晶过程,TEM和XRD结果表明,其结晶过程主要包括3个阶段,第1阶段主要是SrTiO3晶核的形成过程;第2阶段主要是SrTiO3晶粒的配向聚集生长过程;第3阶段主要是SrTiO3晶粒的溶解结晶过程,其中第1阶段的控制步骤为H4TiO4胶体的溶解,第2阶段中晶粒的配向聚集生长在短时间内即可完成,很快进入第3阶段小晶粒的溶解和大晶粒的重结晶过程,该阶段反应速度慢,需要较长时间才能得到结晶完好的晶粒,在热水溶液中以H4TiO4胶体作为钛源制备SrTiO3晶粒关键在于控制结晶过程的第1阶段和第2阶段。     

SrTiO3压敏陶瓷一次烧成工艺的研究

研究了一次烧成法的温度、还原和氧化条件、施主和受主掺杂等对ＳｒＴｉＯ３陶瓷压敏和介电性能的影响。借助于ＳＥＭ，ＥＤＡＸ和ＷＤＡＸ等分析技术，阐述了这种陶瓷的显微结构、杂质分布和电性能之间的关系。     

低温烧结SrTiO3陶瓷晶界层电容器材料的掺杂分析

借助于晶格常数的精确测定、透射电子显微镜及其电子衍射和X射线能谱分析,结合材料性能,对还原气氛中低温一次烧结的srTiO_2陶瓷晶界层电容器材料的掺杂状况进行了分析。结果表明Li~+不能进入srTiO_2晶格的填隙位置形成施主。在Nb_2O_5和Li_2O同时存在的情况下,也没有产生施主-受主相互补偿进入晶格的现象,而是Nb_2O_5进入晶格起施主作用使晶粒半导化,Ll_2O偏析在晶界上,与聚集在晶界上的SZO_2一起形成活性液相,促进烧结的进行,并形成复杂的锂硅酸盐化合物产生绝缘性的晶界,从而形成晶界层电容器的显微结构,这是能够在低温下一次烧成SrTiO_2陶瓷晶界层电容器材料的根本原因。     

SrTiO3陶瓷晶界层电容器材料的晶界研究：Ⅱ.晶界模型与材料电性能

根据低温一次烧结ＳｒＴｉＯ３陶瓷晶界层电容器两晶粒间晶界相结构的复杂性和不同晶界的势垒特性，建立了具有复合晶界特征，晶界等效电路模型，据此解释了材料Ｉ－Ｖ非线性特性和介电－电压特性。认为低施主掺杂的材料，击穿区的Ｉ－Ｖ非线性特性主要是由通过“洁净”晶界和窄晶界的隧道电流引起的，从而与温度无关；而高施主掺杂的材料，击穿区的Ｉ－Ｖ非线性特性既包括通过“洁净”晶界和窄晶界的隧道电流，亦包括通过宽晶...     

SrTiO3压敏-电容双功能陶瓷元件

由SrCO3与TiO2经高温合成的SrTiO3为主要原料,添加Nb2O5,La2O3等金属氧化物或稀土氧化物,在由液氨分解制得N2 H2的混合气氛中烧结,再经低温下氧化处理,低成本商品化生产的SrTiO3压敏-电容双功能陶瓷元件,主要电性能指标达到国际先进水平。该元件应用范围十分广泛,特别是作为微电机灭弧消噪的EMI对策元件受到世界的瞩目。     

多层陶瓷电容器用的SrTiO3纳米粉体制备

采用溶液-溶胶-凝胶法,从Sr(NO3)2-Ti(OC4H9)4-H2O-C2H5OH体系制备多层陶瓷电容器用的纳米SrTiO3粉体.用热重-差示扫描分析研究了由前驱体干凝胶形成纳米SrTiO3粉体的加热过程.用X射线衍射等方法研究了醋酸、水、温度对凝胶化、纳米SrTiO3粉体的粒径和比表面积的影响.用扫描电镜和透射电镜观察了纳米SrTiO3粉体的形貌和颗粒大小.所制备的SrTiO3粉体分散性好,粒径为40～50 nm,比表面积为9～10 m2/g.     

SrTiO3陶瓷晶界层电容器材料的晶界研究Ⅰ.晶界结构

利用高分辨电镜研究了低温一次烧结SrTiO_3陶瓷晶界层电容器材料的晶界结构,发现在西晶粒间存在着4种典型的晶界类型。通过构筑晶界形成的结构模型,揭示了两晶粒间晶界形成的特征,认为两晶粒间晶界相的形成既与两晶粒间的液相成份和杂质组成有关,亦与两晶粒的相对取向有关。此外,还与两次烧结SrTiO_3陶瓷晶界层电容器材料的晶界结构作了比较。     

晶粒尺寸对Ba0.80Sr0.20TiO3陶瓷介电铁电特性的影响

利用微波烧结技术和传统烧结技术制备了晶粒尺寸在0.8～15μm的Ba0.80Sr0.20TiO3陶瓷，并对样品的介电特性和铁电特性进行了测试，分析了晶粒尺寸对材料介电和铁电性能的影响，实验结果表明，微波烧结技术可以有效地控制Ba0.80Sr0.20TiO3陶瓷的晶粒尺寸，晶粒尺寸降低，材料的介电常数大幅度提高，弥散指数降低，在外电场作用下，材料介电常数呈现明显的非线性效应，晶粒尺寸的大小对非线性效应产生影响，随晶粒尺寸的降低，材料的矫顽电压，剩余极化和自发极化都有所提高。     

超细BaTiO3陶瓷晶粒尺寸对介电性能的影响

通过对粒径均匀分布的细晶粒纯BaTiO3陶瓷介电性能研究发现,陶瓷的介电常数和介电损耗随晶粒粒度发生明显变化。随晶粒的减小,相变弥散,Curie温度降低,介电常数和介电损耗减小。平均晶粒度280nm的样品具有高的室温介电常数,部分晶粒仍保持铁电相结构是导致高介电常数的原因。     

一次低烧SrTiO3基晶界层电容器的研究

研究了以Ｌｉ２ＣＯ３为助烧结剂、Ｓｒ（Ｌｉ１／４Ｎｂ３／４）Ｏ３为施主掺杂剂、Ｂｉ２Ｏ３和ＳｉＯ２为晶界绝缘剂的ＳｒＴｉＯ３基晶界层电容器的一次低温烧成技术。初步探索了Ｔｉ／Ｓｒ比值、施主掺杂剂、绝缘剂对显微结构及介电性能的影响。在１１５０℃烧成温度下，获得了εａｐｐ〉３．５×１０＾４；ｐ〉１．０×１０＾１１Ω·ｃｍ；ｔｇδ〈１．０％；ΔＣ／Ｃ〈±５．０％（－２５￣＋８５℃）的ＳｒＴｉＯ３基晶界层     

Grain boundary curvatures in polycrystalline SrTiO3: Dependence on grain size,topology, and crystallography

By mapping grain orientations on parallel serial sections of a SrTiO₃ ceramic, it was possible to reconstruct three-dimensional orientation maps containing more than 3000 grains. The grain boundaries were approximated by a continuous mesh of triangles and mean curvatures were determined for each triangle. The integral mean curvatures of grain faces were determined for all grains. Small grains with fewer than 16 neighbors mostly have positive mean curvatures while larger grains with more than 16 neighbors mostly have negative mean curvatures. It is also possible to correlate the mean curvature of individual triangles with the crystallographic characteristics of the grain boundary. The mean curvature is lowest for grain boundaries with (100) orientations and highest for grain boundaries with (111) orientations. This trend is inversely correlated to the relative areas of grain boundaries and directly correlated to the relative grain boundary energy. The direct correlation between the energy and curvature is consistent with the expected behavior of grain boundaries made up of singular orientations. Furthermore, because both the relative energy and curvature of grain boundaries with (100) orientations are minima in the distributions, these boundaries also have the lowest driving force for migration.     

SrTiO3薄膜的自组装生长

利用激光分子束外延技术在LaAlO3(100)单晶基片表面生长SrTiO3(STO)薄膜。通过反射式高能电子衍射原位实时监测STO薄膜自组装生长过程，采用原子力显微镜分析自组装生长演化过程，并利用X射线衍射分析薄膜结构及其生长方向。对不同生长条件下薄膜的生长的研究发现：在较低生长温度时，STO薄膜在(200)方向上以三维岛状模式进行生长，小岛在单位原胞尺度呈波浪状周期性排列，即出现自组装生长；而在较高的生长温度时，薄膜以层状模式进行生长自组装行为被抑止。并据此讨论了STO多元氧化物薄膜自组装生长条件及生长机理。     

Bi4Ti3O12取向陶瓷的铁电和介电性能

用固相烧结工艺,制备了择优取向的Bi4Ti3O12(BTO)多晶陶瓷样品,沿着与样品轴线垂直和平行的方向切割制成测量样品A和样品B。样品A和样品B分别具有C择优取向和a／(b)择优取向,样品A的c取向率为87．4％。在测量电场强度为125kV／cm时,样品A和样品B的剩余极化(2Pr)分别为5．8μC／cm^2和41．2μC／cm^2,样品A的漏电流和介电损耗小于样品B,样品A介电耗损峰对应的温度高于样品B,在测量频率为1MHz时,分别为663℃和658℃。     

粉体粒度对BaTiO_3陶瓷结构与电性能的影响

以采用共沉淀法制备的钛酸钡(BaTiO3)粉体为原料制备陶瓷。并利用XRD、DSC、SEM等分析手段对陶瓷材料的物相、相转变、显微结构进行表征,和利用电容测量仪、粒度分析仪等对陶瓷材料的电性能及粉体的粒度进行测试。研究了粒度对BaTiO3陶瓷微观结构和介电性能的影响。结果表明:随着预烧温度的提高,粉体的粒度增大,其陶瓷烧成温度也相应提高,并获得了优良的介温性能,粉体粒径为360nm的BaTiO3粉体经1290℃烧结后居里峰介电常数达到8119。     

掺镧钛酸钡陶瓷晶界的再氧化

掺La的BaTiO3陶瓷在H2和Ar（体积比1：99）的还原气氛下烧结后,在氧分压p（CO2）-260Pa的气氛（Ar和O2的混合气体）下进行氧化,测量了吸氧量不同时的复阻抗图谱,研究了再氧化过程中晶粒和晶界的吸附氧对电阻率的影响。结果表明：在还原气氛下烧结可以扩展有效施主掺杂浓度的范围,通过晶粒的异常生长．制备出高施主掺杂量（10％,摩尔分数）的半导性BaTiO3陶瓷。再氧化过程中,随氧化温度的升高（1017～1380℃）,晶界吸附氧的量增大,晶界处的晶界势垒包括两部分：外部晶界吸收氧原子充当表面受主态;内部晶界在氧化过程中被氧化形成正离子空位（Ti空位）充当受主态．从而提高了受主态密度,导致样品的正温度系数电阻效应增强。     

Y—TZP陶瓷晶粒生长的控制

为了获得超细晶粒的Y-TZP陶瓷,制备了无团聚体的素坯,研究了在烧结过程中的晶粒生长和气孔变化的规律。在烧结初期,晶粒与气孔同时增大;在烧结中期,气孔的表面扩散是晶粒生长的主要机理;烧结后期,随着烧结温度的提高,晶界扩散是晶粒生长的主要机理。实验结果进一步表明:在1250℃,2h的烧结条件下,可获得晶粒尺寸仅为100～150nm的Y-TZP陶瓷。