SrBi2Ta2O9(SBT)铁电陶瓷的制备及性能

用固相反应法合成了SrBi2Ta2O9(简称SBT)粉体，通过冷等静压成型、无压烧结的方法，制备出SBT铁电陶瓷。采用XRD、SEM、EPMA研究了材料的物相和微观组织结构，用阻抗分析仪测试了材料的介电和铁电性能。     

溶胶–凝胶法制备(Na0.50+xK0.50-2xLix)Nb0.9Ta0.1O3无铅压电陶瓷及其性能

采用溶胶–凝胶法制备Li+取代(K0.5Na0.5)+及Ta5+取代Nb5+的(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷粉体,采用无压烧结工艺制备(Na0.50+xK0.50–2xLix)Nb0.9Ta0.1O3(x=0,0.02,0.04)陶瓷样品。研究了前驱体煅烧温度对陶瓷粉体物相组成的影响。分析了不同Li+掺杂量对样品物相组成、微观结构、体积密度及电学性能的影响。结果表明:前驱体的最佳煅烧温度为600℃,通过透射电子显微镜分析陶瓷粉体的粒径为49 nm;不同Li+掺杂量制备的(Na0.50+xK0.50–2xLix)Nb0.9Ta0.1O3陶瓷样品均为正交相钙钛矿结构;随着Li+掺杂量的增加,(Na0.50+xK0.50–2xLix)Nb0.9Ta0.1O3陶瓷的体积密度先增大后减小,介电常数逐渐升高,压电常数先降低再升高,剩余极化强度逐渐升高。Li+掺杂量x为0.04时样品的压电常数(d33=94 pC/N)、相对介电常数(εr=684.33)及剩余极化强度(Pr=98.27μC/cm2)较好。     

Mg2+和Sr2+掺杂对CaCu3Ti4O12陶瓷微观结构与介电性能的影响

采用固相反应法分别制备了Mg2+及Sr2+掺杂的Ca1-xMgxCu3Ti4O12和Ca1-xSrxCu3Ti4O12(x=0、0.1、0.2)陶瓷,利用XRD和SEM分别对陶瓷的物相结构和微观形貌进行了分析,并对其介电性能进行了测试.结果表明,Mg2+的掺杂易引起CaCu3Ti4O12(CCTO)化学计量比的偏失,同时陶瓷的致密化程度受到影响,介电常数也显著降低.而Sr2+的掺杂不仅对CCTO陶瓷物相结构影响不大,而且可以促进陶瓷晶粒的长大,并有效降低了CCTO陶瓷的烧结温度.当Sr2+掺杂量为0.2、测试频率在1 k-2.5kHz时,介电常数为104左右,介电损耗在0.05-0.1之间,介电综合性能比纯CCTO陶瓷有所提高.     

粉体合成温度对钽酸锶铋陶瓷介电行为的影响

利用五氧化二钽(Ta2O5),碳酸锶(SrCO3)和乏氧化二铋(Bi2O3)等原料,采用传统的粉体固相合成方法,在不同温度800,900,1 000℃和1 100℃合成钽酸锶铋粉体,研究粉体合成温度对钽酸锶铋陶瓷介电性能的影响.X射线衍射结果表明:不同温度下煅烧均能够合成钽酸锶铋单一物相,但是烧结致密程度明显不同,当粉体合成温度较低时,气孔相对细小,尺寸均匀.进一步的介电性能测试表明:粉体合成温度对Curie点和介电强度具有影响.较低粉体合成温度可以在一定程度上改善陶瓷的介电性能;较高的粉体合成温度则导致Curie点偏移,恶化陶瓷的介电性能;介电性能的改变主要和烧结过程中形成气孔缺陷有关.     

钽镁酸钡缓冲层对锆钛酸铅铁电薄膜性能的影响

采用溶胶–凝胶工艺在Pt/Ti/Si O2/Si基片上,通过引入钽镁酸钡[Ba(Mg1/3Ta2/3)O3,BMT]缓冲层,制备了锆钛酸铅[Pb(Zr0.52Ti0.48)O3,PZT]铁电薄膜。研究了BMT缓冲层对PZT铁电薄膜结晶和性能的影响。结果表明:引入BMT缓冲层利于PZT薄膜的生长;PZT薄膜具有钙钛矿结构,且没有裂纹、结晶良好、致密性好;缓冲层的厚度对PZT铁电薄膜的微观结构和铁电性能有重要影响。随BMT缓冲层厚度增加,PZT晶粒增大,介电损耗tanδ逐渐减少,介电常数εr和剩余极化强度Pr先增大后减少,矫顽场Ec先减少后增大。当BMT缓冲层厚约为10 nm时,PZT薄膜具有最优的铁电性能:εr=1 850,Pr=20.2μC/cm2,Ec=43.9 k V/mm。这与BMT与PZT具有相似的晶格常数、较小的晶格失配度和相近的禁带宽度有关。     

TiO2与SiO2掺杂对Al2O3相转变的研究

通过球磨混合法,制备TiO2、SiO2和TiO2+SiO2掺杂的Al2 O3粉体,经不同温度煅烧后进行X射线衍射(XRD)测试,比较研究这三种掺杂对Al2 O3粉体相转变温度的影响.研究结果表明,TiO2、SiO2掺杂对γ-Al2 O3向α-Al2 O3的相转变均有促进作用.在掺杂质量分数为0.5％的情况下,二者可分别...     

Ta_2O_5掺杂Bi_2O_3–ZnO–Nb_2O_5陶瓷的晶体结构、结晶化学及介电性能

采用固相反应法制备Bi1.5ZnNb1.5–xTaxO7陶瓷,研究了不同掺杂量Ta2O5对Bi2O3–ZnO–Nb2O5陶瓷相结构、晶体化学特性和介电性能的影响。结果表明:当x≤0.1时,样品均保持单一的立方焦绿石结构(α–BZN)。通过对样品结晶化学计算发现,随着Ta2O5掺杂量的增加,晶格常数a逐渐减小,结晶化学参数键价和AV(O')[A4]增大,AV(O)[A2B2]减小,48f(O)坐标ξ增加。在组成样品晶体结构的多面体中,由6个48f(O)组成的八面体结构(BO6)逐渐变得扭曲,而6个48f(O)和2个8b(O')组成的六面体结构逐渐变得规则,向正立方体结构变化。室温下样品的介电常数和损耗随Ta2O5掺杂量的增加而减小,弛豫度逐渐减小。     

Ta2O5与Nb2O5对TiO2基压敏陶瓷电性能的影响

研究了Ta2O5与Nb2O5对TiO2基压敏陶瓷电性能的影响.按照配方TiO2+0.003(按摩尔计)(SrO+Bi2O3+SiO2)+x Ta2O5+yNb2O5配制3种组分的圆片试样,各组分摩尔量分别为x=0.000 75,y=0;x=0.000 375,y=0.000 375及x=0,y=0.000 75.采用电流-电压、电容测量、阻抗分析和势垒高度测量等实验手段,分析了Ta2O5和Nb2O5的作用机理.结果发现,x=0.000 75的样品显示出最低的压敏电压梯度(E10 mA=7.9 V/mm)和最大的表观介电常数(εra=5.88×104),y=0.000 75的样品显示出最高的压敏电压梯度(E10mA=48.9 V/mm)和最小的表观介电常数(εra=1.39×104).这表明,掺Ta2O5可有效地降低压敏电压,提高介电常数.     

CuO和B2O3复合掺杂对BaTi2O5陶瓷的降温烧结与电性能研究

采用非均相共沉淀法制备Ba Ti2O5粉体,以固相烧结法制备了Cu O和B2O3复合掺杂的Ba Ti2O5陶瓷,并对样品进行了XRD、SEM表征和电性能测试。结果表明:掺杂后制得的Ba Ti2O5陶瓷在1100℃烧结2 h的致密度达到96.71%,晶粒发育较完整,在室温下具有良好的铁电滞后特征,在测试频率1 KHz时,Ba Ti2O5陶瓷的介电常数为εr=71.96,说明在烧结过程中加入复合烧结助剂Cu O和B2O3可以促进液相形成并减少了气孔率,从而提高了陶瓷的致密度和介电性能。     

La/Nb掺杂对Bi_4Ti_3O_(12)薄膜铁电性能和疲劳特性的影响

采用溶胶–凝胶工艺(sol–gel)在Pt/Ti/SiO2/p-Si衬底上分别制备Bi4–xLaxTi3O12和Bi4Ti3–yNbyO12铁电薄膜,研究La/Nb掺杂对Bi4Ti3O12薄膜铁电性能和疲劳特性的影响。结果表明:La/Nb掺杂均能有效改善Bi4Ti3O12薄膜的铁电性能和疲劳特性。当La摩尔(下同)掺量在0.5～0.75时,La掺杂对Bi4Ti3O12薄膜的性能改善作用最好,而且在明显提高薄膜铁电性能的同时,对薄膜疲劳特性的改善更加显著,薄膜经1010极化反转后,其剩余极化强度(Pr)仅下降5.1%。Nb掺杂对提高薄膜铁电性能的作用更加明显,Nb掺量为0.06时,Bi4Ti3–yNbyO12薄膜的Pr高达18.7μC/cm2,但Nb掺量不宜过多,当Nb掺量超过0.06以后,薄膜的铁电性能和疲劳特性均反而有所下降。     

Ta2O5增强MoSi2金属间化合物的制备及性能研究

本文针对MoSi2材料室温下韧性差的缺点,进行了对MoSi2室温增韧的研究并采用热压烧结技术制备了五氧化二钽(Ta2O5)改性MoSi2复合材料.研究了不同Ta2O5粉末掺量对MoSi2材料性能的影响,测试了纯MoSi2和掺杂Ta2O5改性MoSi2材料的室温力学性能.研究结果表明:在MoSi2体系中加入Ta2O5后,随着Ta2O5含量的增加,复合材料的整体室温力学性能得到改善;Ta2O5在MoSi2体系的增韧机制取决于它的分散状态.     

W6+掺杂对Na0.5Bi2.5Ta2O9陶瓷的结构与电学性能影响

采用传统固相法制备Na0.5Bi2.5Ta2-xWxO9 (NBTO-x,0≤x≤0.05)无铅压电陶瓷,研究W6+掺杂对NBTO陶瓷结构和电学性能的影响.XRD结果显示,所有陶瓷样品均生成了m=2的铋层状结构化合物,随着掺杂量的增加,样品的正交畸变先减小后增大;W6+掺杂提高了样品的压电与铁电性能,当x=0.03时,...     

添加ZrO_2对Ta_2O_5陶瓷结构与性能的影响

以ZrO2和Ta2O5粉体为原料,采用固相反应法制备了ZrO2掺杂Ta2O5陶瓷。研究了ZrO2掺杂对Ta2O5陶瓷的相组成、微观结构、抗弯强度、热膨胀系数和抗热震性能的影响。结果表明:ZrO2掺杂可在烧成过程中抑制β-Ta2O5相向α-Ta2O5相的转变,5%(质量分数,下同)ZrO2掺杂Ta2O5陶瓷为β-Ta2O5单相固溶体。3%ZrO2掺杂,显著抑制了Ta2O5陶瓷高温烧结过程中的晶粒长大,避免了晶界开裂;掺杂量达到5%以上时,可显著促进Ta2O5陶瓷的烧结致密化。5%ZrO2掺杂的Ta2O5陶瓷表现出较高的抗弯强度(74.5MPa),低的热膨胀系数(1.96×10-6/℃)和良好的抗热震性能。     

Pr-CeO2纳米稀土颜料的低温燃烧-水热合成及其表征

以Ce(NO3)3·6H2O,Pr6O11为主要原料,利用低温燃烧-水热合成制备了具有纳米晶粒的Pr-CeO2红色稀土颜料.通过XRD,SEM,EDS,XPS对制备出的Pr-CeO2红色稀土颜料进行了测试分析.结果表明Pr掺杂进入CeO2晶格,形成固溶体,为单一相的萤石型结构.Pr主要是以+3价的形式存在于Pr-CeO2固溶体中,该固溶体中未发现+4价的Pr.水热处理后的颜料粉体晶粒发育更完整,尺寸更均匀,平均尺寸为16.70nm,粉料的呈色性能比水热处理前有明显改善.     

B2O3-Li2O掺杂低温烧结Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷的介电性能

采用传统陶瓷制备工艺,通过B2O3-Li2O的有效掺杂,低温液相烧结制备了Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)陶瓷,并对其介电性能进行了研究.X射线衍射分析和介电性能测试结果表明:适量B2O3-Li2O掺杂的BST陶瓷,经97S℃烧结4h,所得样品的主晶相为钙钛矿结构,未出现明显的杂相;随B2O3-Li2O掺杂量的增加,BST陶瓷材料的介电常数减小,Curie峰变得弥散宽化,介电损耗则与未掺杂BST陶瓷的保持一致,即在0.003以下:适量B2O3-Li2O的掺杂对BST陶瓷材料的Curie温度和介电调制性能影响不大.     

Li2CO3掺杂对0.2PMN-0.8PZT陶瓷的影响

利用铌铁矿预产物合成法,研究不同温度烧结下Li2CO3掺杂对0.2 PMN-0.8PZT压电陶瓷(简称PLC)的相结构和电性能的影响。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)的分析结果表明,掺杂LiCO3的0.2PMN-0.8PZT压电陶瓷经不同温度煅烧后,所有陶瓷样品的相组成均为纯钙钛矿相,并随着烧结温度的升高,PLC的相结构有由四方相向菱方相转变的趋势。通过0.2PMN-0.8PZT压电陶瓷掺杂LiCO3煅烧后的微观形貌、介电常数、压电性能、铁电性能的分析,发现经1200℃烧结的样品的介电和压电性能最佳:介电常数(εr)为38512,室温压电常数(d33)为300 pC/N,剩余极化强度(Pr)为31.3 C/cm2,矫顽电场(Ec)为7.5 kV/cm。     

Mn掺杂BaTi_4O_9陶瓷结构和介电性能

用电子陶瓷工艺制备主晶相为BaTi4O9(BT4)的介电陶瓷 ,研究用锰掺杂的BaTi4O9陶瓷的结构和介电性能。XRD研究表明BaTi4O9属正交晶系 ,空间群Pmmn ,晶格常数为a =1.45 3nm ,b =0 .3 79nm ,c=0 .62 9nm ,每个原胞有两个分子 ,钛原子位于变形的氧八面体之中。这种氧八面体的极化类似于或大于在BaTiO3和PbTiO3铁电相观察到的极化。锰掺杂极大地增强了Q值 ,在 1MHz下测得的Q值为 125 0 0 .而没有掺杂的陶瓷有高的损耗 ,这可能是由于在空气中烧结时形成Ti3+ ,显然锰的作用是在缺陷平衡中作为一种补偿剂 ,依据反应 :Mn3+ +Ti3+ Mn2 + +Ti4+ ,可能有助于Ti4+ 的形成 .BaTi4O9陶瓷具有优良的介电性能 :低介质损耗、中等介电常数和低的介电常数温度系数 .此种陶瓷制造成多层陶瓷电容器开拓了一种新的应用领域 .     

(1-x)(Na_(0.5)Bi_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)TiO_3-xSnO_2无铅压电陶瓷的结构调控及其电学性能研究

采用固相合成法和常压烧结法制备了(1-x)(Na_(0.5)Bi_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)TiO_3-xSnO_2(BNBTS,x=0.00-0.04)粉体和陶瓷,采用XRD、SEM和电性能测试手段对BNBTS陶瓷结构、铁电性能、压电性能和介电性能进行了分析,结果发现,添加不同量的SnO_2的陶瓷样品都形成了单一的钙钛矿结构;SEM图片显示,随着Sn O_2的加入,晶粒尺寸减小,晶粒尺寸分布更均匀;电学性能测试结果表明,SnO_2的加入明显改变了BNBTS陶瓷的电学性能,随着x的增大,Pr先增大后减小,在x=0.03时,Pr达到最大值36.5μC/cm~2,但x在0.01到0.03之间变化时,剩余极化强度Pr变化不明显,而矫顽场Ec则呈减小趋势;压电常数d_(33)随着x的增大先增大后减小,在x=0.02时,达到最大值134μC/N;各样品具有典型铁电体所具有的"蝴蝶状"的双向应变曲线,随着SnO_2含量的增加,负向应变减小,正向应变变大。随着SnO_2的加入,BNBTS陶瓷的室温介电常数变大,并表现出弛豫特性,在x=0.03时BNBTS陶瓷室温下的介电常数达到最大值1143。     

Gd~(3+)、Nb~(5+)掺杂锆钛酸钡陶瓷结构及介电性能的研究

实验以分析纯的乙酸钡、硝酸氧锆、钛酸丁酯、NH_3·H_2O(氨水)、Gd_2O_3、Nb_2O_5、Mn(CH_3COO)_2·4H_2O、C_4H_6MgO_4·H_2O为原料,采用溶胶-凝胶法制备Gd~(3+)掺杂Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3基陶瓷。通过XRD结构测试、SEM形貌测试和介电性能测试。结果表明Gd~(3+)掺杂Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3陶瓷在常温下仍为钙钛矿型结构,Gd~(3+)掺杂量为0.5 mol%时,常温介电常数最大,介电损耗最小。再以Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3+0.5 mol%Gd~(3+)陶瓷为基体,掺杂不同比例的Nb~(5+),制备Gd_2O_3、Nb_2O_5复合掺杂Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3陶瓷。通过XRD晶体结构测试、SEM形貌测试和介电性能测试实验,得出Gd~(3+)掺杂量为0.5 mol%、Nb~(5+)掺杂量为0.75 mol%时,复合掺杂BZT陶瓷的介电性能为最优。     

SrBi2Ta2O9（SBT）铁电粉体和薄膜的溶胶-凝胶法制备

研究了水溶性柠檬酸钽的制备工艺。以硝酸锶、硝酸铋和柠檬酸钽为原料,柠檬酸和EDTA为复合螯合剂,合成稳定的SBT溶胶和凝胶,制备出SBT粉体和薄膜。实验结果表明:柠檬酸和Ta离子摩尔比为8∶1时可得澄清稳定柠檬酸钽溶液;气氛对SBT凝胶的热解有显著影响;凝胶在不同温度煅烧下只出现钙钛矿相;薄膜表面质量良好。