钛酸锶钡纳米粉体与陶瓷的制备及性能

以低成本钡、锶的碳酸盐替代醋酸盐为原料,采用溶胶-凝胶法制备了Ba0.6Sr0.4TiO3超细粉体,成型后分别在1 300℃和1 330℃下烧结成瓷。采用DTA-TG、XRD、SEM、精密电感电容电阻数字电桥(LCR)测试仪分别对凝胶的晶化过程、粉体的物相结构、烧结体的晶粒形貌、陶瓷的介电性能进行了测试分析。结果表明,在750℃可合成出平均晶粒尺寸为20 nm的立方相Ba0.6Sr0.4TiO3粉体;其陶瓷烧结体的介电损耗在室温附近可降低约至0.002,且温度稳定性良好;随着陶瓷晶粒平均尺寸的降低,居里温度向负温方向移动,其介电峰有弥散化趋势;外加直流电场为10 kV/cm时样品的介电可调谐性可达65%。     

微波烧结法制备Ba0.65Sr0.35TiO3热释电陶瓷

采用溶胶－凝胶工艺制备了（Ba,Sr)TiO3凝胶，并利用微波烧结技术对粉体进行了合成和烧结，获得了晶粒尺寸在1μm以内的Ba0.65Sr0.35TiO3热释电陶瓷。对样品的介电特性和热释电特性进行了测试，分析了微波烧结工艺对材料电性能的影响。实验结果表明：该工艺可将钙钛矿相的合成温度由1100℃降低至900℃，并在1310℃烧结25min获得细晶粒的Ba0.65Sr0.35TiO3，其热释电系数和介电常数与传统陶瓷相差不大，从而材料的热释电响应优值因子要比传统方法获得的样品提高了近1倍。     

SrBaNb-SrBaTi复合陶瓷的制备和介电性能研究

采用传统固相反应法分别制作了SrxBa1–xNb2O6(x=0.3,0.4,0.5,0.6)和Sr0.6Ba0.4TiO3单相陶瓷以及两相混合的复合陶瓷。结果表明,该制备方法简单,能够精确控制复合陶瓷中SrxBa1–xNb2O6和Sr0.6Ba0.4TiO3的组分含量,其中Sr0.6Ba0.4Nb2O6与Sr0.6Ba0.4TiO3按摩尔比1∶1混合所得复合陶瓷样品的介电温度特性最佳,10kHz下在25～60℃温度范围内αε为3.224×10–7,tanδ小于0.7×10–2。     

MgO-Ba0.6Sr0.4TiO3复合粉体的制备

采用液相包覆法制备了MgO包覆的Ba0.6Sr0.4TiO3复合粉体。利用扫描电镜(SEM)和TEM观测了复合粉体前驱体的表面形貌,并用能谱仪(EDS)对前驱体表面进行了微区成分分析。在600℃煅烧合成了MgO包覆的Ba0.6Sr0.4TiO3(BSTO)复合粉体。液相包覆法制备的MgO-BSTO复合粉体包覆层较均匀,厚约为10~100 nm。实验开创了制备纳米MgO包覆BSTO颗粒制备复合粉体的一种全新工艺。     

微波烧结制备钛酸锶钡红外探测器材料

以乙酸盐为原料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂,采用sol-gel法制备了Mn掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)凝胶,分析了凝胶的热演化过程,分别用传统烧结和微波烧结技术制备BST纳米粉体。与传统烧结相比,900℃微波烧结0.5h即可合成纯钙钛矿相BST粉体,相同烧结温度下所需时间缩短3/4,有效控制晶粒长大,粉体粒径约60nm。采用该粉体制备的BST厚膜材料,εm>1000,tanδ<0.02,弥散指数降低,是制备大阵列非制冷红外焦平面阵列(UFPA)的优选材料。     

BST陶瓷制备及介电性能研究

采用微波水热法合成了纳米晶钛酸锶钡(Ba0.6Sr0.4TiO3,简称BST)粉体,并将粉体烧结成陶瓷,对样品的介电性能进行了测试,研究分析了材料的介电性能,并与传统制备工艺获得的样品进行了性能上的对比,实验结果表明:微波水热法获得的BST粉体较细,其合成温度和烧结成瓷温度较传统制备工艺大幅降低,分别为195℃和1 230℃,可以获得晶粒尺寸在3μm以下的陶瓷。随着晶粒的减小,BST陶瓷的相对介电常数和介电损耗降低,尤其是介电损耗因子有较大幅度降低。     

熔盐法制备Sr0.4Ba0.6Nb2O6粉体

采用熔盐法(MSS)合成了各向异性生长的棒状Sr0.4Ba0.6Nb2O6粉体。用XRD分析表明,熔盐法合成的是单相Sr0.4Ba0.6Nb2O6陶瓷粉体,没有其它杂相生成;用SEM分析合成粉体的形貌,结果表明,熔盐法合成的粉体呈棒状,且随着反应条件的不同,棒状粉体的长度在2～20μm。研究表明,影响粉体形状和尺寸的主要因素是合成温度以及原料和盐的比例。     

Al2O3/BaxSr1-xTiO3复相陶瓷的凝胶注模制备与微观结构

采用凝胶注模工艺制备出了Al2O3/Ba0.6Sr0.4TiO3复相陶瓷坯体.重点研究了料浆的流变学特性和凝胶化机理.研究表明,Al2O3/Ba0.6Sr0.4TiO3复相陶瓷水基料浆呈现"剪切变稀"行为,单体和交联剂含量和引发剂、催化剂的加入量都对固化速度有着直接的影响.在对Al2O3/Ba0.6Sr0.4TiO3烧结体研究时发现由于Ba0.6Sr0.4TiO3的加入,内部晶粒最终都形成规则的平面六角结构.     

Al2O3/BaxSr1-xTiO3复相陶瓷的凝胶注模制备与微观结构

采用凝胶注模工艺制备出了Al2O3/Ba0.6Sr0.4TiO3复相陶瓷坯体.重点研究了料浆的流变学特性和凝胶化机理.研究表明,Al2O3/Ba0.6Sr0.4TiO3复相陶瓷水基料浆呈现“剪切变稀“行为,单体和交联剂含量和引发剂、催化剂的加入量都对固化速度有着直接的影响.在对Al2O3/Ba0.6Sr0.4TiO3烧结体研究时发现:由于Ba0.6Sr0.4TiO3的加入,内部晶粒最终都形成规则的平面六角结构.     

微波烧结钛酸锶钡陶瓷材料的介电性能

采用碳酸盐固相合成法制备Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)粉体,应用微波烧结技术将粉体烧结成陶瓷。对样品的介电性能进行了测试,研究分析了材料的介电性能,并与传统制备工艺获得的样品进行了性能对比。结果表明:微波烧结成瓷温度和时间较传统制备工艺大大降低,分别为1 300℃和30 min,可以获得晶粒尺寸5μm以下的BST陶瓷;材料的εr变化不大,但tanδ大幅降低。     

稀土掺杂BTO基纳米陶瓷的制备及介电性能

采用"连续有序可控爆发式成核"纳米粉体制备技术,以BaCl2、SrCl2.6H2O、TiCl4为原料制备了BaxSr1–xTiO3及BaxSr1–x–yGdyTiO3纳米粉体和陶瓷,研究了所制粉体和陶瓷的微观结构及性能。结果表明:所制纳米粉体分散性好,粒径分布范围窄,平均粒径小于40nm;BaxSr1–xTiO3介电常数随锶掺杂量的增加有增大的趋势,在1 325℃烧结得到的Ba0.7Sr0.3TiO3陶瓷的介电常数最大,达到30 000 F/m。BaxSr1–x–yGdyTiO3介电常数随Gd掺杂量的增加趋于减小,在1 325℃烧结得到的Ba0.8Sr0.18Gd0.02TiO3的介电常数最大,达到近25 000 F/m。     

液相包覆法引入B2O3对Ba2Ti9O20陶瓷介电性能的影响

以BaCO3和TiO2粉末为原料,采用固相反应法合成Ba2Ti9O20主晶相,以H3BO3溶液为前驱液,通过液相包覆技术引入B2O3助烧剂以降低Ba2Ti9O20陶瓷的烧结温度.研究了液相包覆B2O3对Ba2Ti9O20陶瓷的烧结和介电性能的影响.结果表明,液相包覆B2O3后,Ba2Ti9O20陶瓷的烧结温度从1400...     

不同工序添加MgO的Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3陶瓷及其性能

通过在不同工序添加MgO,研究添加方式对Ba0.6Sr0.4TiO3(BSTO)陶瓷微观结构与介电性能的影响。结果表明:在预合成BSTO后加入MgO,样品中有明显的Ba3(VO4)2针状晶粒生成,且随MgO添加量的增多而减少;在预合成BSTO前加入MgO的样品中,该新相极少。MgO添加量相同时,在预合成BSTO前加入,样品的介电常数较低;在预合成BSTO后加入,样品的高频损耗较小,可调性较高,当添加质量分数为15%～25%的MgO,样品在103V/mm电场强度下的可调性均高于20%。     

凝胶注模工艺制备Ce0.9Gd0.1O2-δ粉体及性能研究

采用凝胶注模工艺制备了Ce0.9Gd0.1O2-δ（GDC）粉体,对其性能进行了TG-DSC、XRD、TEM和粒度等表征,分别与同等原料采用传统固相合成工艺制备的粉体,与不同原料同种凝胶注模工艺制备的粉体进行了性能比较。采用不同压力成型了坯体,在1350℃烧结得到瓷体,对粉体的烧结性能和瓷体的电导性能进行了表征。结果表明：采用凝胶注模工艺在600℃就能获得纯相GDC粉体,比固相反应合成GDC粉体温度降低400℃;相比以氧化物为原料合成的粉体,以硝酸盐为原料采用凝胶注模工艺合成的粉体有助于氧化钆在氧化铈晶格中的固溶;在1350℃烧结获得相对密度为96.5%瓷体,600℃电导率为0.0258S/cm,满足中温电解质材料对电导率的要求。     

BST超细粉体的水热法形成机理及工艺控制

采用水热法制备了不同组成的BaxSr1–TiO3(BST)超细粉体。利用DTA/TGA、XRD、TEM等技术分析了x水热反应转变机理和BST相结构转变及微观形貌情况。研究了制备纳米BST粉体的各种影响因素。结果表明:获得的BST粉体颗粒度较细,钙钛矿结构通过络合物中间相和TiO2扩散形成,粒径为20~40nm,其最佳的工艺参数为温度在190~240℃,r(Ba/Ti)=3、r(Sr/Ti)=1/4或者r(Ba/Ti)=1/3、r(Sr/Ti)=4/5,KOH浓度为1.5~2mol/L。     

熔盐法合成片状Bi4Ti3O12粉体的研究

以Bi2O3和TiO2为原料,采用熔盐法合成了纯的铋层状结构的Bi4Ti3O12粉体。利用XRD和SEM等手段对其结构和形态进行了表征。结果表明,熔盐法合成的Bi4Ti3O12粉体呈现规则的片状。当温度从800℃升高到1050℃时,粉体片状尺寸增大,径高比增加;当盐与反应物的质量比为0.8时,所得粉体片状尺寸较小,形状不规则;盐与反应物质量比增加到1时,粉体的尺寸明显增大。     

均匀沉淀法制备SBN50陶瓷及其介电性能研究

以硝酸盐和NbF5为原料,尿素为沉淀剂,采用均匀沉淀法合成了Sr0.5Ba0.5Nb2O6(SBN50)前驱体。对前驱体及SBN50陶瓷的结构及介电性能进行研究。结果表明:前驱体经900℃煅烧可合成纯相SBN50粉体,颗粒平均粒径为100~200nm,较固相法低100~200℃。1400℃烧结制备的陶瓷相对密度达93%,无晶粒异常长大,在60℃附近有一明显弥散介电峰,tanδ峰值温度随频率增加移向高温。室温10kHz下,其εr为1500,tanδ为0.025。     

新型sol-gel技术制备BST 0-3型厚膜

采用传统高温固相烧结法合成了Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)陶瓷粉,并用高能球磨法将其细化为纳米粉,均匀分散于组分相同的BST溶胶中,形成稳定的厚膜先体溶液,而后用匀胶法制备出厚度约为6.5μm的BST厚膜。XRD测试结果表明,650℃热处理后的厚膜为单一钙钛矿相。SEM观测显示厚膜表面均匀一致,无裂纹出现。800℃热处理后的厚膜在室温、频率1kHz下相对介电常数εr和介质损耗tgδ分别为455、0.036。