A位掺杂Bi2(Zn1/3 Nb2/3)O7陶瓷结构与介电性能

采用固相反应制备Bi2(Zn1/3Nb2/3)O7基陶瓷,并借助X射线、扫描电镜和Agilent4284测试仪研究A位Y3 、Er3 、Sb3 替代对Bi2 (Zn1/3Nb2/3)O7陶瓷结构、烧结温度和性能的影响.研究结果表明:当替代量x≤0.4时,样品均保持单一的单斜焦绿石相结构;Y3 离子替代的样品在960℃致密成瓷,Sb3 离子替代的样品在1000℃致密成瓷,Er33 离子替代的样品在1050℃可以致密成瓷;Y3 、Er3 替代样品的介电常数温度系数先增大后减小;Sb3 替代样品的介电常数温度系数由286.8421×10-6急剧减小到-171×10-6.因此,选择合适的离子替代可以获得性能很好的NPO介质材料.     

Li-Ti共掺对Bi2(Zn1/3 Nb2/3)2O7陶瓷介电性能的影响

采用固相反应法制备(Bi1.975Li0.025)(Zn1/3Nh2/3-x/2Tix/2)2O7,陶瓷,研究了当Li 的替代量一定时,不同量的Ti4 替代Nb5 对BLXNT系介质材料介电性能的影响.研究结果表明:在取代的范围内仍然保持单斜焦绿石相;1MHz介电常数的温度系数由225.35×10-6/℃逐渐增加到416.48×10-6/℃;在-30℃≤T≤130℃,观察到BLZNT样品出现介电损耗弛豫现象,随着掺杂含量的增加,介电损耗弛豫峰向高温移动.     

Li-Ti共掺对Bi2（Zn1／3Nb2／3）2O7陶瓷

采用固相反应法制备（Bi1.975Li0.025）（Zn1/3Nb2/3-x/2Tix/2）2O7陶瓷,研究了当Li^＋的替代量一定时,不同量的Ti^4＋替代Nb^5＋对BLZNT系介质材料介电性能的影响。研究结果表明：在取代的范围内仍然保持单斜焦绿石相;1MHz介电常数的温度系数由225．35×10^-6／℃逐渐增加到416．48×10^-6／℃;在-30℃≤T≤130℃,观察到BLZNT样品出现介电损耗弛豫现象,随着掺杂含量的增加,介电损耗弛豫峰向高温移动。     

Ti~(4+)掺杂对α-BZN结构与介电性能的影响

采用固相反应法制备Bi1.5ZnNb1.5-xTixO7(0≤x≤0.2,BZNT)陶瓷,研究了Ti4+替代Nb5+对Bi1.5Zn-Nb1.5O7陶瓷显微结构、介电性能和结晶化学特性的影响。结果表明:替代量x≤0.15 mol时,样品为单一的α-BZN相;陶瓷样品在960℃表现出最佳烧结特性,随着Ti4+替代量增加,晶格常数减小;结晶化学参数键价和AV(O')[Bi4]、AV(O')[Bi3Zn]、AV(O')[Bi2Zn2]、AV(O')[Ti3Zn]均增大,且该行为与其晶格常数、介电性能变化相吻合。     

Ba1+x(Mg1/3Nb2/3)O3 陶瓷的烧结行为和微波介电性能

研究了A位Ba离子化学计量比变化对Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷烧结行为、微观结构和微波介电性能的影响.结果表明,Ba缺量可促进Ba(Mg1/3Nb2/3)O3烧结和B位1∶2有序,而Ba过量则阻碍Ba(Mg1/3Nb2/3)O3烧结和B位1∶2有序.Ba缺量促进Ba(Mg1/3Nb2/3)O3烧结和B位1∶2有序是由于Ba缺位的存在,而Ba过量阻碍Ba(Mg1/3Nb2/3)O3烧结则是由于过量的Ba可能以游离态存在于晶界,阻碍了晶界的移动,从而降低了Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷的烧结性能,抑制了致密化过程.Ba缺量对Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷的介电常数影响不大.Ba缺量越多,材料的Qf值越低.     

La2O3掺杂对(Bi1/2Na1/2)0.94Ba0.06TiO3陶瓷性能与微结构的影响

采用传统陶瓷工艺方法制备了La2O3掺杂(Bi1/2Na1/2)0.94Ba0.06TiOa(BNBT6)无铅压电陶瓷,系统地研究了La2O3掺杂对该体系陶瓷介电、压电性能与微观结构的影响.结果表明:该体系具有很高的压电常数,是单一的钙钛矿结构,La2O3的添加对晶粒生长具有一定的抑制作用,线收缩率和相对密度增大.室温介电常数随着La2O3掺杂量的增加而增大.与不添加La2O3的陶瓷样品相比,添加少量La2O3可以使体系的弛豫特征更为明显.当掺杂量为0.1 wt%时,该体系陶瓷具有较好的综合性能:d3a=160 pC/N,kp=0.322.当掺杂量达到0.5 wt%以后,陶瓷的压电性能严重降低.     

掺Bi2O3,B2O3,V2O5和B2CuO4对Sm(Mg1/2Ti1/2)O3性质及显微结构的影响

实验添加多种助烧结剂于以固态反应法制备的钐镁钛微波介电陶瓷Sm(Mg1/2Ti1/2)O3,并研究对烧结体的相对密度、相变化、介电常数、频率温度系数(TCF)、品质因子及微观结构性质的影响。尝试分别加入10 mol%的Bi2O3、B2O3、V2O5及B2CuO4可有效降低陶瓷孔隙率使其致密化,更可大幅下降块材烧结温度,使之可以顺利导入低温共烧陶瓷制程(Low-Temperature Co-fired Ceramics;LTCC),但会破坏钙钛矿晶体结构,引起材料微波特性降低。在实验中原料混合粉末以1 100℃煅烧2 h后研磨,再成型后以1 300℃烧结6 h。结果显示以添加Bi2O3具有最高的密度及Q×f与介电常数,达6.47 g/cm3和26 000 GHz及30.19。     

Zn_(1/3)Nb_(2/3)含量对xPMnS-(1-x)PZN性能的影响

以xPMnS-(1-x)PZN四元系压电陶瓷为研究对象,通过研究Zn1/3Nb2/3含量的变化对0.5PMnS-0.5aPZN材料结构与性能的影响,获得具有高压电活性的0.5PMnS-0.5aPZN陶瓷材料。结果表明,四方相结构的0.5PMnS-0.5aPZN材料压电活性优于三方相结构,性能最好的组成位于MPB(四方相边界)附近靠近四方相含量较高的区域,组成Zn1/3Nb2/3含量的变化影响了MPB的位置。     

BaTiO_3-Bi(Ni_(2/3)Nb_(1/3))O_3弛豫铁电陶瓷结构、介电与储能性能研究

采用固相法制备(1-x)BaTiO_3-xBi(Ni_(2/3)Nb_(1/3))O_3(x=3,5,7,10,15,20mol%)(简称BTBNN)弛豫铁电陶瓷,研究了BTBNN陶瓷的结构、介电性能和铁电性能.研究结果表明,Bi(Ni2/3Nb1/3)O3(简称BNN)可以有效降低BaTiO3陶瓷的烧结温度.XRD表明BTBNN陶瓷的晶体结构随BNN含量的增加从四方相转变为伪立方的钙钛矿结构.介电温谱结果表明BTBNN陶瓷表现出弛豫铁电陶瓷的特征,最大介电常数εm随BNN含量增加逐渐减小,而最大介电常数对应的温度Tm呈现先减小后增加的趋势.当x=20mol%时,BTBNN陶瓷获得250kV/cm的击穿电场和2.03J/cm3的可释放能量密度.     

Y_2O_3掺杂氧化铝纳米复相陶瓷的制备及其显微组织结构分析

Y2O3和Al2O3的掺杂可以制备出高性能的纳米复相陶瓷,这种陶瓷的相对密度高、硬度大和断裂韧性好.本课题主要研究Y2O3作为增强剂加到Al2O3陶瓷对其陶瓷性能的影响及机理.本次实验通过改变Y2O3添加剂的含量,采用干压成型(35 MPa、30 s)以及无压烧结技术(1 550℃,1 600℃和1 650℃)制得陶瓷试样,使用电子天平,维氏硬度计,扫描电镜(SEM)对其相对密度、硬度、断裂韧性和显微组织结构进行分析,进而获得高硬度和断裂韧性的纳米复相陶瓷.     

K0.5Bi0.5TiO3:ZnO无铅铁电复合陶瓷的退极化行为

为了抑制K_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3的退极化现象,提高铁电性能,以K_2CO_3、TiO_2、Bi_2O_3及ZnO为原料,通过二步固相法合成无铅铁电复合陶瓷K_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3:ZnO(KBT:ZnO).通过X射线衍射、扫描电子显微镜、铁电和介电测试分析了复合陶瓷的微观结构和介电行为.结果表明:KBT中引入20%(物质的量百分数)的ZnO后,复合陶瓷中生成了第三相Zn2TiO_4,同时,KBT的极化能力及其铁电行为得到改善.阻抗测试表明复合铁电陶瓷内部只存在一种导电机制,即电子电导.特别是ZnO的引入抑制了KBT由正常铁电体向弛豫铁电体的相转变,对KBT的应用和研究有着重要的作用.     

锂盐助烧0.68Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.32PbTiO3陶瓷的介电性能

采用铌铁矿预产物合成法制备了锂盐（Li2CO3,LiNO3,LiF）助烧0.68 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.32 PbTiO3 [PMN-PT] 弛豫铁电陶瓷。采用XRD分析陶瓷相组成,并对其介电性能进行了测试,结果表明：所有陶瓷样品均为纯钙钛矿相,无任何其它杂相出现;添加Li2CO3和LiNO3使PMN-PT陶瓷的介电损耗降低,而介电常数峰宽、介电弛豫特性以及居里点等变化不明显;但添加LiF使PMN-PT陶瓷的介电损耗增大,介电常数峰变宽,介电弛豫更明显,以及居里点下降。极化后锂盐助烧PMN-PT陶瓷的介电常数和损耗峰均表现为双峰,第一个峰为三方铁电相-四方铁电相的相变峰,约80 ℃左右;第二个峰为四方铁电相-顺电相的相变峰,对添加LiF的试样约为130 ℃,其余试样约为150 ℃。这主要是由于添加Li2CO3和LiNO3试样只发生Li＋在PMNT的B位置换产生氧空位,而添加LiF试样可以通过F－取代反应产生铅空位来补偿Li＋取代产生的氧空位。     

掺杂氧位Bi_(1.5)ZnNb_(1.5)O_7陶瓷结晶化学与介电性能

用F-替代氧离子O2-,采用固相反应法制备Bi1.5-xCaxZnNb1.5O7(0.00≤x≤0.30,简称C-x)、Bi1.5-x CaxZnNb1.5O7-yFy(0.00≤x≤0.20,简称CF-x)陶瓷样品,研究F-添加的缺陷补偿形式、替代位置,以及对Ca2+掺杂的Bi1.5ZnNb1.5O7(简称α-BZN)陶瓷的相结构、结晶化学和介电性能的影响。结果表明:F-的引入降低了Ca2+在α-BZN陶瓷的固溶度,替代八面体BO6的氧位;在等量Ca2+掺杂的情况下,引入F-进入体系后,样品的介电常数减小,介电损耗下降,这与F-引入α-BZN陶瓷后,四面体A4O'键价和比Ca2+单独掺杂时高一致;F-替代导致介电峰值温度均向高温移动,这可能与F-的添加导致激活能增加有关。     

Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3-BaTiO3 Complex Perovskite Ferroelectric Ceramics with High Dielectric Constant and Low Firing Temperature

The effects of different firing temperatures on the stability of perovskite phase, grain size, and dielectric properties were investigated by XRD, TEM, SEM and dielectric measurements. The dielectric ceramics of Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3-BaTiO3 system were obtained by chemical coprecipitation in water. The ceramics have higher dielectric constant (7003-9714), lower firing temperature(950-1150℃), quite uniform microstructure with grain size less than 2.5 mp, and lower temperature coefficients of capacitance. As a re-sult, it was confirmed that the simple and low cost chemical route used namely coprecipitation in water is a desired method for preparinghigh property dielectfic materials applicable to multilayer capacitors.     

Solid Solution Characteristics of Pb（B1/3Nb2/3）O3-bascd Composite Ceramics

The solid solution characteristics of Pb(B1/33Nb2/3)O3-based(B=Zn2+,Mg2+,Ni2+)composite ceramics prepared by two-phase mixed-sintering method were developed based on dielectric measurements.Results show that there are double dielectric peaks for PZN-based composite ceramic,implying two phases coexist.However single dielectric peak was presented in PMN-and PNN-based composite ceramics,respectively.It is indicated that obvious solid solution reaction exists during the sintering process of these two systems.The effects of B-site ion difference on the solid solution characteristics were discussed by crystal chemistry.SEM was employed to investigated the microstructures of composite ceramics.The influences of solid solution reaction on grain growth were discussed.     

中温烧结Mg_4Nb_2O_9-CaTiO_3陶瓷相结构的研究

采用传统固态反应方法制备了(1-x)Mg4Nb2O9+xCaTiO3[(1-x)MN-xCT]复合陶瓷。探讨了烧结温度、组分x对Mg4Nb2O9/CaTiO3复合材料相结构的影响。通过XRD和EDS进行物相分析。实验结果表明:V2O5添加能够有效降低Mg4Nb2O9/CaTiO3陶瓷的烧结温度;(1-x)MN-xCT复相的形成主要取决于烧结温度和x的含量。1150℃烧结、0.5≤x≤0.7范围内,形成了Mg4Nb2O9/CaTiO3复相,无新相生成,但元素在不同相之间发生了扩散。     

Preparation,structure and dielectric properties of tungsten bronze ferroelectrics in SrO-Eu<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3</Subscript>-TiO<Subscript>2</Subscript>-Nb<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>5</Subscript> system

Compounds Sr4Eu2Ti4Nb6O30 and Sr5EuTi3Nb7O30 with filled tetragonal tungsten bronze structure were prepared,and the dielectric characteristics and ferroelectric transition were investigated.Both ceramics displayed weak frequency dependence in room temperature dielectric constant,which decreased from 125 to 118 for Sr4Eu2Ti4Nb6O30,from 206 to 195 for Sr5EuTi3Nb7O30 in the frequency range of 10 kHz to 1 MHz.The present ceramics showed a diffuse ferroelectric phase transition.The frequency independent transition temperature (Tm) indicated the above compounds had no relaxor property.The diffuseness (γ) was 1.45 and 1.64 for Sr4Eu2Ti4Nb6O30 and Sr5EuTi3Nb7O30 respectively.The weak ferroelectric of the present materials are indicated from the P-E hysteresis loops,and a small 2Pr of 0.596 μC/cm2 and 0.068 μC/cm2 were observed for Sr4Eu2Ti4Nb6O30 and Sr5EuTi3Nb7O30 respectively.     

Bi掺杂SrTiO3陶瓷缺陷结构模拟及介电性能研究

采用固相反应制备Sr_1-xBi_xTiO₃陶瓷,研究Bi掺杂对SrTiO₃的介电性能、缺陷结构及缺陷偶极子的影响。通过X线衍射(XRD)分析其物相结构,表明在掺杂浓度范围内均未出现第二相。通过GULP模拟,得到Sr_1-xBi_xTiO₃中可稳定存在的缺陷偶极子有[2Bi_Sr·+V_Sr"]、[V_O··+V_Sr"]、[2V_O··+V_Ti'']和[V_O··+2Ti_Ti']。各组掺杂陶瓷样品的弛豫特性均满足Arrhenius定律,这是弛豫受热激发所致,随着Bi掺杂量的增加弛豫激活能增加,弛豫度减小。     

La2O3、Cr2O3共掺杂的CCTO陶瓷介电性能研究

采用氧化物混合工艺制备了La2O3和Cr2O3共掺杂的CaCu3Ti4O12(CCTO)陶瓷材料。通过XRD、介电温度特性等测试手段,研究了掺杂不同浓度的La2O3和Cr2O3对CCTO体系陶瓷介电性能的影响,并对掺杂机理进行了分析.研究结果表明:分别掺杂La2O3和Cr2O3的CCTO陶瓷的介电损耗为～0.2,比纯的CCTO陶瓷样品低,而介电常数仍保持在～104;掺杂0.03at%La2O3和0.08at%Cr2O3的CCTO陶瓷材料的介电常数为4.4×104,介电损耗可降至0.15.因此,通过共掺杂的方法可以在有效降低CCTO陶瓷介质损耗的同时,仍维持高的介电常数.