镁掺杂对ZnO-Al_2O_3系陶瓷性能的影响

运用回归数学分析并结合ＳＥＭ观测结果，对影响ＺｎＯ－Ａｌ２Ｏ３系陶瓷电阻及阻－温特性的线性化机制进行了探讨。研究表明，Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ的掺杂及烧成工艺均对材料的电阻率和电阻温度系数有较为明显的影响，镁掺杂对材料的电子激活能有较大的影响，当材料的电子激活能值较低时，通过回归处理发现其阻－温特性具有较好的线性，符合麦克劳林公式。     

SiO2对TiO2系压敏陶瓷电性能的影响

本文主要讨论ＳｉＯ＿２对ＴｉＯ＿２系压敏陶瓷电性能的影响，并从理论上作了深入分析。     

SiO2对SnO2.CoO.Nb2O5压敏电阻非线性电学性质的影响

对ＳｉＯ２掺杂的ＳｎＯ２．ＣｏＯ．Ｎｂ２Ｏ５压敏电阻非线性电学性质进行了研究,并对其微观结构进行了电镜扫描,且对其晶界势垒高度进行了测量,实验表明ｘ（ＳｉＯ２）＝０．３％掺杂的ＳｎＯ．ＣｏＯ．Ｎｂ２Ｏ５压敏电阻的非线性系数ａ高达３０,并且具有最高的击穿电场（３７５Ｖ／ｍｍ）。采用Ｇｕｐｔａ－Ｃａｒｌｓｏｎ缺陷模型对晶界肖特基势垒高度随ＳｉＯ２的添加而变大的现象进行了理论解释。     

Sr掺杂对TiO2系压敏陶瓷电性能的影响

以TiO2为原材料,制备了具有压敏–电容复合功能的TiO2系压敏陶瓷材料。通过测试典型样品的V-I特性、D-f特性、电容特性及复阻抗频率谱,研究了不同掺Sr量的TiO2系压敏陶瓷材料的相关电学性质。实验结果表明,掺Sr量在强烈影响材料压敏性能的同时,对材料的电容特性也会产生较大影响。在掺Sr量为x (Sr)=0.6%时,样品表现出最好的压敏性质,其压敏电压为55 V/mm,a可达到5,1 kHz下损耗为0.1,相对介电常数可达2.8?05。     

ZrO2含量对ZTA陶瓷力学性能及电学性能的影响

通过凝胶注模法制备了ZTA陶瓷材料,研究了ZrO2添加量对ZTA陶瓷微观形貌、力学性能以及电学性能的影响.结果表明:随着ZrO2添加量增加,材料的力学性能先增加后降低,添加量为20％(体积比)时,ZTA陶瓷抗弯强度和断裂韧性达到最高值,分别为813MPa和5.29 MPa ·m1/2;ZrO2的添加能有效抑制氧化铝晶粒的长大;ZTA陶瓷的断裂模式以穿晶断裂为主;随着ZrO2添加量增加,材料的电阻率逐渐下降,应用渗流理论合理解释了电阻率下降的原因.     

CeO_2掺杂对Nb-TiO_2系压敏陶瓷电性能的影响

在x(CeO2)为0~1.5%的范围内改变其掺杂浓度,研究了CeO2添加剂对TiO2压敏陶瓷电性能的影响。电性能测量和扫描电镜观察的结果表明:在Nb-TiO2系压敏陶瓷中,CeO2的主要作用是促使微观结构的均匀化,与Ti、Si固溶形成第二相,提高非线性,同时第二相的浓度对压敏电压的高低起着决定性作用。当x(CeO2)为0.4%时,可以得到晶粒大小均匀,瓷体结构致密,压敏电压约为15 V/mm及其它综合指标优良的低压压敏电阻。     

La2O3的掺杂对氧化锌压敏陶瓷电性能的影响

采用传统固相法制备稀土氧化物La2O3掺杂的ZnO压敏陶瓷。采用X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和压敏电阻直流参数仪对样品的物相、显微组织及电性能进行分析。结果表明,随着La2O3掺杂量的增加,ZnO压敏陶瓷电位梯度单调递增,非线性系数先增加后减小,而漏电流呈现先减小后增大的变化趋势。综合衡量ZnO压敏电阻的各项性能指标发现,在1 000 ℃烧结温度下,La2O3的质量分数为0.25%时,ZnO压敏电阻的综合性能最好,其电位梯度为532.2 V/mm,非线性系数为41.6,漏电流为3.3 μA。     

SnO2压敏陶瓷掺杂MnO2的制备和性能研究

采用MnO2部分替代ZnO的方法固相烧结制备了SnO2-ZnO Ta2O5基压敏陶瓷。研究了Zn,Mn共同掺杂对SnO2微观结构和电学性能的影响,发现少量Mn的替代掺杂可以改善SnO2压敏陶瓷的非线性并显著提高其电压梯度。当MnO2的摩尔分数为0.25%时,样品的非线性达到了21.37,电压梯度为422 V/mm,泄漏电流为72.12 μA/cm2。造成这种变化的主要原因是Mn补充了SnO2晶格中ZnO原有的不溶部分,通过固溶反应产生了受主缺陷离子Mn″Sn,增大了受主浓度,促进了势垒的形成。同时,Mn在SnO2晶格中的溶解度较低,容易在晶界层析出,阻碍晶粒生长,增加了电压梯度。     

ZnO掺杂对PNN-PZT陶瓷结构及压电性能的影响

通过传统的固相烧结法制备了Pb(Ni_(1/3)Nb_(2/3))_(0.5)(ZraTib)_(0.5)O_3+x%ZnO(PNN-PZT+x%ZnO,质量分数x=0.2,0.4,0.6,0.8)压电陶瓷,该文研究了不同ZnO含量对PNN-PZT压电陶瓷的微观形貌、相结构及压电性能的影响。通过X线(XRD)表明,过量的ZnO加入使压电陶瓷出现焦绿石相;通过扫描电镜(SEM)分析表明,当x>0.4时,ZnO的加入由于烧结温度的降低,晶界不明显。实验表明,烧结温度为1 190℃保温2h,ZnO的掺杂量x=0.4时,压电材料的综合性能最好:介电常数εr=5 596,介电损耗tanδ=2.12%,压电常数d33=534pC/N,机械耦合系数kp=0.53。     

添加CuO对Zn_2SiO_4陶瓷微波介电性能的影响

研究了固相添加CuO对Zn1.8SiO3.8陶瓷的烧结温度、微观结构、相结构及微波介电性能的影响。结果表明,CuO的加入有助于降低Zn1.8SiO3.8陶瓷的烧结温度,Zn1.8SiO3.8陶瓷的烧结温度从1 350℃降到1 000℃。其中掺杂w(CuO)=5%(质量分数)的Zn1.8SiO3.8陶瓷,在1 000℃烧结3h可获得结构致密的烧结体,且微波介电性能达到最佳:介电常数εr=6.5,品质因数与频率之积Q·f=39 373GHz,频率温度系数τf=-48×10-6/℃。     

TiO2添加对Bi2O3-ZnO-Nb2O5系介质材料结构和性能的影响

研究了添加不同含量的TiO2到β-Bi2O3-ZnO-Nb2O5（β-BZN）中，同时减少相应的Bi2O3的含量对BZN介质材料结构和性能的影响。研究表明，TiO2添加到β-BZN中，材料的结构和性能都有很大的变化，主要表现在随着TiO2添加量的增加，材料的相结构发生了变化，由低对称的单斜焦绿石结构β相转变为高对称的立方焦绿石结构α相，因而材料在微波频段下的介电性能发生了较大的变化，介电常数比纯β-BZN有了显著提高，且随着TiO2含量的增加，介电常数先增加后减少，温度系数则由正温度系数转变为负温度系数。     

升温速度对压敏瓷显微组织和电性能的影响

采用不同的升温速度制备ZnO-Bi2O3压敏瓷,通过扫描电镜和X-射线衍射对其显微组织和相成分进行了分析,探讨了升温速度对氧化锌压敏瓷电性能和显微组织影响机理.结果表明,当升温速度为5℃/min时,压敏瓷具有较为理想的综合电性能,其电位梯度为332 V/mm,非线性系数为30,漏电流为0.1 μA.     

Sb2O3掺杂对PZT压电陶瓷微观结构与性能的影响

Sb2O3掺入量(均为质量分数)<1.9%时,晶体结构为纯钙钛矿相,平均晶粒尺寸随掺入量增大由17μm减小至2μm,压电活性逐渐增强;Sb2O3掺入量>1.9%时,为钙钛矿与焦绿石两相复合结构,随Sb2O3掺入量增加,平均晶粒尺寸保持稳定,压电活性减弱;Sb2O3掺入量为1.9%～2.0%处,压电活性最强。主要性能指标:εr为1925,tgδ为2.35×10–2,d33为440pC/N,kp为64%,Qm为70,tC为300℃。     

钨掺杂对二氧化钛压敏电阻瓷电性能的影响

通过对样品的伏案性质、介电常数以及晶界势垒的测量和分析,研究了WO3对TiO2压敏电阻瓷电性能的影响。研究发现掺入x(WO3)为0.25%的样品表现出最好的压敏性质,其压敏电压为42.5V/mm,非线性系数α达到9.6,以及较高的相对介电常数(εr=7.41×104),是一种具有较好潜力的电容-压敏电阻器。通过不同烧结温度的实验,发现1 350℃是最佳烧结温度。类比ZnO压敏材料的晶界势垒模型,提出了适合TiO2压敏材料的肖特基势垒模型。     

Ni掺杂量对BaBiO_3基热敏陶瓷电性能的影响

通过X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和阻温特性测试仪,研究了不同NiO、Ni_2O_3掺杂量对BaNi~Ⅱ_xBi_(1-x)O_3和BaNi~Ⅱ_(x/3)Ni~Ⅲ_(2x/3)Bi_(1-x)O_3(摩尔比x=0.02~0.08)热敏陶瓷的物相、显微结构及电性能的影响。结果表明,BaNi~Ⅱ_xBi_(1-x)O_3与BaNi~Ⅱ_(x/3)Ni~Ⅲ_(2x/3)Bi_(1-x)O_3热敏陶瓷的室温电阻率ρ25及热敏常数B25~85值均随着NiO/Ni_2O_3掺杂量的增加呈现先减小后变大的趋势;试样BaNi~Ⅱ_(0.04)Bi_(0.96)O_3取得了良好的热敏性能,ρ25=2 743Ω·cm,B25~85=3 239K;BaNi~Ⅱ_(0.02)Ni~Ⅲ_(0.04)Bi_(0.94)O_3陶瓷的ρ25和B25~85的最优值分别为65Ω·cm和2 673K。     

MnO对改性钛酸铅陶瓷压电性能的影响

ＭｎＯ对Ｐｂ_（１－ｘ）Ｓｒ_ｘ［（Ｓｂ_（１／２）Ｎｂ_（１／２））_ｙＴｉ_（１－ｙ）］Ｏ_３改性钛酸铅压电陶瓷兼有“软性”和“硬性”改性作用。实验表明,添加适当的ＭｎＯ可以得到介电常数εｒ＝２４０,机电耦合系数是ｋｔ＝２４８．５％,机械品质因数Ｑｍ＝１５００,居里温度Ｔｃ＝４３５℃的高稳定性压电陶瓷材料。该材料在高温及高频器件的应用方面有重要的应用价值。     

CaF2掺杂对ZnNb2O6陶瓷烧结行为及介电性能的影响

用传统固相法合成了CaF2掺杂ZnNb2O6微波介质陶瓷,通过XRD、SEM以及HP4291阻抗分析仪等测试手段对其烧结行为、晶体结构及微波介电性能进行了系统研究。结果表明,CaF2掺杂能有效地降低ZnNb2O6陶瓷的烧结温度,提高介电常数,但品质因数Q值有所下降。1100°C烧结w(CaF2)=0.5%(质量比)掺杂的ZnNb2O6陶瓷具有较好的介电性能:εr=31.6,Q×f=68THz,τf=-47×10-6°C-1。     

掺Y对二氧化钛低压压敏陶瓷性能的影响

通过对样品密度、介电常数、I-V特性及晶界势垒特性的测定和分析,研究掺Y对(Y,Nb)掺杂的二氧化钛低压压敏-电容性能的影响.掺入x(Y2O3)0.60%的样品显示出最高的非线性常数(α=7.86)以及最高的相对介电常数(εr=8.54×104)和样品密度(可达理论密度的98.8%),与该样品最高且窄的晶界缺陷势垒相一致,是一种较为理想的压敏-电容陶瓷.提出了TiO2@Y2O3@Nb2O5晶界缺陷势垒模型.     

掺杂Y2O3氧化锌压敏陶瓷的显微组织及电性能

采用掺杂Y2O3、高能球磨和低温烧结技术,制备了电位梯度(ES)达1 934~2 197 V/mm、非线性系数(α)为20.8~21.8、漏电流(IL)为0.59~1.04μA、密度(ρ)为5.46~5.57 g/cm3的氧化锌压敏陶瓷。利用电子探针观察了压敏陶瓷的分布和形貌。X-射线衍射仪(XRD)证实了Y4样品(x(Y2O3)=0.1%)中Y2O3相的存在。随着Y2O3含量的增加,ES、α提高,IL、ρ和晶粒尺寸(D)降低;施主浓度(Nd)及界面态密度(Ns)降低,而势垒高度(φB)和势垒宽度(ω)增大。