Ce掺杂0.85Bi_4Ti_3O_(12)-0.15LiNbO_3铋层状铁电陶瓷的显微结构与性能(英文)

采用固相法制备CeO2掺杂改性0.85Bi4Ti3O12-0.15LiNbO3(BTO-LN)铋层状压电陶瓷。借助于X射线衍射和扫描电子显微镜研究了CeO2掺量与BTO-LN陶瓷晶体结构和电性能的关系。结果表明:所有陶瓷样品均为单一的正交相结构;随CeO2掺量的增加,陶瓷的晶粒尺寸变大,Curie温度TC由653℃下降到617℃;CeO2掺杂提高了样品的压电性能,压电常数d33随CeO2掺量的增加先增大后减小,相对介电常数εr表现出相反的变化趋势;当CeO2的掺入量为0.75%时,样品的电性能最佳,即d33=25pC/N,机械品质因数Qm=2 895,介电损耗tanδ=0.10%,TC=617℃。     

Ce掺杂0.85Bi4Ti3O12-0.15LiNbO3铋层状铁电陶瓷的显微结构与性能（英文）

采用固相法制备CeO2掺杂改性0.85Bi4Ti3O12-0.15LiNbO3(BTO-LN)铋层状压电陶瓷。借助于X射线衍射和扫描电子显微镜研究了CeO2掺量与BTO-LN陶瓷晶体结构和电性能的关系。结果表明:所有陶瓷样品均为单一的正交相结构;随CeO2掺量的增加,陶瓷的晶粒尺寸变大,Curie温度TC由653℃下降到617℃;CeO2掺杂提高了样品的压电性能,压电常数d33随CeO2掺量的增加先增大后减小,相对介电常数εr表现出相反的变化趋势;当CeO2的掺入量为0.75%时,样品的电性能最佳,即d33=25pC/N,机械品质因数Qm=2 895,介电损耗tanδ=0.10%,TC=617℃。     

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,...     

Ag2O掺杂对Li0.02(Na0.52K0.48)0.98Nb0.8Ta0.2O3无铅压电陶瓷电性能影响的研究

用传统的固相无压烧结法制备了Li0.02(Na0.52K0.48)0.98Nb0.8T0.2O3-xAg2O(0≤x≤0.1)无铅压电陶瓷,研究了Ag2O掺杂对陶瓷电性能的影响.研究发现,适当掺杂Ag2O能显著提高陶瓷的电性能,在1090℃的烧结温度下,当掺杂量为0.06时,陶瓷的压电性能最佳,d33、Kp、εr、Pr均达到最大(d33=229 pC/N,Kp=55.2％,εr=802,Pr=23 μC/cm2),矫顽场降到最低(Ec=12 kV/cm),应变达到2.0％.但Ag2O的添加使陶瓷的机械品质因数Qm由139.7降到了58.8,使介电损耗tanδ由1.38％增加到了2.7％.     

Co、Mn共掺杂铋层状Na_(0.5)Bi_(4.5)Ti_4O_(15)无铅压电陶瓷的显微结构及电性能

采用固相法制备Na0.5Bi4.5Ti4O15+x%Co2O3+y%MnCO3(NBT-CM-x)(y=0.1x)铋层状无铅压电陶瓷,研究了Co、Mn共掺杂对Na0.5Bi4.5Ti4O15陶瓷显微结构和电性能的影响。结果表明:所有样品均为铋层状结构;Co、Mn共掺杂能促进陶瓷晶粒生长;随Co、Mn共掺杂量的增加,Curie温度TC逐渐升高(均在635℃以上);Cole-Cole图出现2个圆弧,表明存在晶粒和晶界效应;适量Co、Mn共掺杂提高了Na0.5Bi4.5Ti4O15陶瓷的压电常数d33、剩余极化强度Pr、机械品质因数Qm和相对介电常数εr,降低了直流电导率σDC和介电损耗tanδ。当x=3.0时,NBT-CM-x陶瓷的综合性能最佳:d33=24pC/N,Pr=11.70μC/cm2,Qm=3 117,εr=198,tanδ=0.19%,kp=9.9%,kt=14.7%,表明该陶瓷材料具有良好的高温应用前景。     

碱式碳酸钴掺杂量对BCZT无铅压电陶瓷性能和结构的影响

采用传统固相法制备了碱式碳酸钴掺杂不同量的Ba0.85Ca0.15Ti0.9Zr0.1O3(简称BCZT)系列无铅压电陶瓷,借助扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等研究了不同碱式碳酸钴掺杂量(x=0,0.55,0.89,1.3,1.8 wt.％)对BCZT无铅压电陶瓷的物相组成、显微结构及压电性能和介电性能的影响.结果表明:碱式碳酸钴的加入并没有改变所制备陶瓷的相结构,仍为单一斜方相钙钛矿,当x=1.8wt.％时,出现杂相.随着碱式碳酸钴掺杂量(x)的增大,BCZT无铅压电陶瓷的压电系数(d33)、平面机电耦合系数(kp)先增大后减小,介质损耗(tan δ)先减小后增大,而相对介电常数(εr)一直增大.当碱式碳酸钴(x)为1.3wt.％时,BCZT无铅压电陶瓷的综合性能最佳:d33=135 pC/N,εr=3399,kp=0.38,tanδ =0.029.     

CuO掺杂对NaNbO_3–BaTiO_3无铅压电陶瓷性能的影响

利用传统烧结法制备CuO掺杂NaNbO3–BaTiO3无铅压电陶瓷,研究不同CuO掺量(0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、1.0%和2.0%,摩尔分数)对样品显微结构、物相组成及电性能的影响。结果表明:CuO掺量对物相组成、压电性能、铁电性能及介电性能都有显著影响。当CuO掺量从0增大到0.3%时,压电性能增高;当CuO掺量超过0.3%时,压电性能明显下降。当CuO掺量为0.3%时,样品的综合性能最佳:压电常数(d33)为150pC/N,介电损耗(tanδ)为0.0174,机电耦合系数(kp)为30.19%,剩余极化强度(Pr)为13.5μC/cm2,矫顽场(Ec)为1.94kV/mm。     

铈和锶复合掺杂对Bi_4Ti_(2.92)Nb_(0.08)O_(12.04)高温无铅压电陶瓷的影响

采用固相法制备了Ce和Sr复合掺杂的Bi4Ti2.92Nb0.08O12.04(BTN+0.5x%CeO2+0.5x%SrCO3,0≤x≤1.5,质量分数)铋层状高温无铅压电陶瓷,研究了不同含量的Ce和Sr掺杂对BTN系陶瓷微观结构及电性能的影响。结果表明:样品均为单一的铋层状结构相,Ce和Sr的引入明显提高了陶瓷的压电性能。当掺杂量x=0.9时,样品具有最佳性能:压电常数d33=29pC/N,平面机电耦合系数kp=8.77%,介电损耗tanδ=0.13%,剩余极化强度Pr=15.87μC·cm-2和Curie温度TC=627℃。此外,该组分陶瓷样品具有良好的压电稳定性,表明该材料在高温领域下具有良好的应用前景。     

Nb5+掺杂改性CaBi4Ti4O15压电陶瓷的研究

采用传统固相烧结法,制备了CaBi4Ti(1-x)NbxO1(5x=0.00-0.05,CBT-N)系铋层状结构无铅压电陶瓷。研究了Nb5+掺杂对CBT压电陶瓷压电与介电性能的影响。研究结果表明:添加Nb5+离子,改善了CBT陶瓷的烧结特性,提高了瓷体的致密度。Nb2O5的引入降低了CBT系列陶瓷的介质损耗,改善了陶瓷的压电与介电性能。当掺入量x=0.04(CaBi4Ti0.96Nb0.04O15)时制备的CBT基铋层状压电陶瓷具有优异的压电性能:d33=14pC/N,Qm=3086,εr=212,tanδ=0.0041,kt/kp=1.681。     

Ce掺杂Na_(0.25)K_(0.25)Bi_(2.5)Nb_2O_9-0.4wt%Cr_2O_3高温无铅压电陶瓷的研究

采用固相法制备了Na0.25K0.25Bi2.5Nb2O9-0.4wt%Cr2O3-xwt%CeO2(x=0.00~1.00)高温无铅压电陶瓷,研究了Ce掺杂对该系列陶瓷微观结构及电性能的影响。结果表明所有样品均为单一的铋层状结构陶瓷,适量的Ce掺杂明显改善了陶瓷的压电与铁电性能,降低了陶瓷的电导率和介电损耗。当掺杂量x=0.50时,样品具有最佳性能:d33=27 pC/N,tanδ=0.09%,kp=7.97%,Qm=2637,Tc=656℃,Ec=46 kV/cm和Pr=4.4μC/cm2,表明该材料在高温领域内具有良好的应用前景。     

B4C陶瓷的复合增韧

采用热压工艺制备的B4 C复相陶瓷的断裂韧性达到 12 .88MPa·m1 2 。加入的第二相颗粒SiC、TiC和B4 C基体之间热膨胀系数不匹配。试样冷却后 ,在SiC、TiC颗粒周围的基体内产生的残余应力导致裂纹偏转使材料的韧性得到提高。加入的α -Si3N4 转变为柱状的 β -Si3N4 ,有助于B4 C韧性的提高     

无铅压电陶瓷SrBi4Ti4O15的制备工艺与性能研究

研究了SrBi Ti O 无铅压电陶瓷的制备工艺,确定 900℃为合成温度,在 1100℃烧结。对烧结后的 4 4 15样品进行性能测试,SrBi Ti O 无铅压电陶瓷的压电常数为10Pc/N,需要有一些制备方法来提高其在某一方向的 44 1 5压电性能。     

除氧处理对碳化硼陶瓷性能的影响

研究了碳化硼粉末除氧处理对样品致密度和力学性能的影响。采用XRD、SEM测试手段对样品的物相组成和显微结构进行分析。结果表明,经过除氧处理后,碳化硼粉末中氧化硼含量由3.25wt%降至0.84wt%。当硼的加入量为11.6wt%时,样品的硬度、断裂韧性、抗弯强度和弹性模量分别可达到34.2GPa、3.91 MPa.m1/2、576.5MPa和420.3GPa,分别比未经除氧处理制得的B4C陶瓷力学性能提高3.95%、10.76%、5.82%和3.70%。     

CaZr4—xTix（PO4）6（CZTP）的热膨胀

探讨了ＣａＺｒ４－ｘＴｉｘ（ＰＯ４）６（ＣＺＴＰ）离子置换与热膨胀的关系，随着Ｘ的增加，晶格参数ａ和ｃ减小，热膨胀系数αａ由负值变为正值，其平均的晶格膨胀系数大大增加，因而明显增大了ＣＺＴＰ系更的热膨胀系数。     

SrBi4Ti4O15/Ag复合材料的制备及其介电特性

采用固相烧结工艺制备了SrBi4 Ti4O15(SBTi)/Ag铁电复合材料,用X射线衍射、光学金相显微镜和扫描电子显微镜对材料的组成和微观结构进行了研究,并测量了样品的介电温度谱。结果表明：复合材料是由SBTi和Ag两相组成。金属Ag的加入使SBTi铁电陶瓷的烧结温度从1120℃降低到950℃以下。随着烧结温度的提高,Ag颗粒的尺寸增大,但SBTi晶粒并无明显变化。Ag的加入可以适当提高铁电陶瓷从室温到200℃的介电常数,但对材料的介电损耗影响很小。同时Ag的加入抑制了介电温度曲线介电常数的Curie峰。     

SrSn_4P_6O_(24)粉料的合成

本研究的目的在于根据NZP[NaZr2 (PO4) 3]晶体化学特性 ,设计出一新的NZP化合物SrSn4P6 O2 4(SSP) ,为二元及多元NZP热膨胀调整提供新的单元组成 .为此 ,本研究采用固相法、共沉淀法及水热法进行了合成实验 ,并做了XRD ,SEM ,TEM及IR光谱检测 .结果表明 :3种方法都能合成SSP ,其中以共沉淀法合成的物相最纯 ,固相法合成的SSP的X射线衍射强度最大 .粉料的颗粒形貌取决于合成条件及合成方法 ,水热法在使用磷酸作矿化剂时获得了单分布形状为正六边形的颗粒 ,物相为单斜相 .使用水和氢氧化钠为矿化剂时 ,颗粒为近似方形及圆形 ,均为NZP相     

Ti-B位置换改性硅酸镁陶瓷的微观结构与微波介电性能

研究了Ti-B位置换改性Mg2SiO4陶瓷微结构和微波介电性能.结果表明;在合成Mg2SiO4陶瓷过程中,Mg2SiO3总是作为第二相出现,Ti的引入能够有效地抑制Mg2SiO3的出现;但是,Ti不是进入Si-O四面体取代置换Si形成Mg2(Si1-xTix)O4固溶体,而是Mg与反应形成Mg2TiO4、Mg2Ti2O5等第二相.随着x值增加,Mg2(Si1-xTix)O4陶瓷的相对介电常数(εr)从6.8增加到8.1,机械品质因数与频率乘积(Q×f)也获得显著改善,但谐振频率温度系数(τf)不会因Ti引入而得到优化.在x=0.1时,Mg2(Si0.9Ti0.1)O4陶瓷获得最优的微波介电性能:εr=7.4,Q×f=73760GHz,τf=-6×10-6/℃.     

特种陶瓷的发展与展望

本文回顾了陶瓷材料的发展历史,着重评述了特种陶瓷如工程结构陶瓷、陶瓷基复合材料、生物陶瓷、功能陶瓷等的发展现状,并展望了特种陶瓷的未来发展。     

CaLa4Ti4O15微波介电陶瓷的制备和性能

采用固相法制备了Cata4Ti4O15系微波介质陶瓷.研究了不同预烧温度对CaLa4Ti4O15陶瓷烧结特性和微波介电性能的影响.在1 200℃预烧caLa4Ti4O15粉末.除CaLa4Ti4O15主相外,还存在部分CaTiO3,La2Ti2O7和La2TiO5混合相.在1 300℃和1 400℃预烧后.获得了六方类钙钛矿CaLa4Ti4O15单相.CaLa4Ti4O15粉末预烧后可饶结成高致密陶瓷(相对密度约97%),同时具有高机械品质因数与谐振频率的乘积(Q×f)值和近零谐振频率温度系数(Tf).1 550℃烧结的CaLa4Ti4O15陶瓷具有优异的微波介电性能:相对介电常数εr=45.1,Q×f=46087GHz,tf=-14.1 × 10-6/℃(预烧温度1 200℃);εr=-45.9,Q×f=48871GHz,tf=-14.4 ×10-6/℃(预烧温度1 300℃).     

BaPbO3／BaTiO3系复合陶瓷的研究

报道了导电陶瓷ＢａＰｂＯ３与铁电陶瓷ＢａＴｉＯ３进行复合的结果，研究了该复合功能陶瓷的物相、导电性和低温电阻温度特性。结果表明：采用合理的合成工艺，可得到呈现混和分布的两相复合功能陶瓷材料，该复合材料的电导特征符合三维渗流导电行为。