PrBi4Fe0.5Co0.5Ti3O15多铁陶瓷的性能研究

采用传统固相反应法与两步合成法制备了PrBi₄Fe_0.5Co_0.5Ti₃O₁₅陶瓷, 研究了Pr与Co共掺杂对Bi₅FeTi₃O₁₅陶瓷的结构、磁性能以及介电性能的影响。X射线衍射分析显示, 传统固相反应法制备的样品比两步法制备的样品更容易形成单相结构。铁电和磁性测量证明样品具有多铁性, 并且Pr与Co共掺杂能大幅提高材料的磁性能, 固相反应法与两步合成法制备的样品在室温下的剩余磁化强度(2M_r)分别为0.315, 0.576 Am²/kg, 比文献报道的Bi₅FeTi₃O₁₅陶瓷的2M_r ( 2.7 Am²/kg ) 高5个数量级, 比掺Co的Bi₅Fe_0.5Co_0.5Ti₃O₁₅陶瓷2M_r ( 7.8×10^-3 Am²/kg ) 高2个数量级。     

Ho_(0.5)Pr_(0.5)FeO_3的磁性与巨磁介电效应

采用固相反应法制备了Ho0.5Pr0.5FeO3多晶样品,对其磁性和磁介电特性进行了系统研究。在T=4.5 K附近存在Ho离子的反铁磁相变,在T=59~80K可观测到Fe离子的自旋重取向转变,磁滞回线表明样品呈现弱铁磁性。在T=270 K,介电常数可达~103,研究表明该介电常数与270 K附近的电阻变化相关联,该处电阻变小,介质损耗减小,导致介电值变大。尤其重要的是,该样品在室温下表现出磁场诱导的巨磁介电效应,在频率f=1 kHz、外加磁场为1.6×106 A/m下,其值可达5500%,该巨磁介电效应可能来源于磁电阻效应。     

CaCu3Ti4O12巨介电氧化物陶瓷的制备与性能

研究了合成CaCuaTiO12巨介电响应氧化物的固相反应。用X射线衍射跟踪反应进程。该反应以CaTiO3为中间产物。两步合成工艺可以降低完全反应所需温度,并可在不超过1000℃下合成单相CaCuaTi4O12。通过引入过量CuO,进一步提高了介电常数,降低了介电损耗。在1080℃下烧成的CuO过量4mol％的陶瓷试样,相对介电常数为29000,损耗角正切值为0．06（1kHz）。     

Nb掺杂Bi4Ti3O12陶瓷的微结构与介电性能研究

采用固相烧结工艺制备了Nb掺杂的Bi4Ti3O12(BIT)铁电陶瓷.用XRD和AFM对其微观结构进行了分析,研究了Nb掺杂对材料微观结构和介电性能的影响.结果发现,微量Nb的掺入并未改变BIT的晶体结构,但可减小陶瓷的晶粒尺寸并降低材料的居里温度.同时,Nb的掺入大大降低了BIT陶瓷的介电常数并削平了BIT陶瓷的介电损耗峰,适当掺杂Nb可明显降低BIT陶瓷的介电损耗.     

Bi4Ti3O12掺杂对(Bi1.5Zn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7陶瓷结构与介电性能的影响

研究了Bi4Ti3O12掺杂对(Bi1.5Zn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7(BZN)陶瓷烧结特性、相结构和介电性能的影响.采用传统的固相反应法制备样品,X射线衍射技术分析相结构,SEM观察表面形貌.结果表明,Bi4Ti3O12掺杂能有效地促进烧结,提高介电常数ε,降低介电损耗tgδ,优化介电频率温度系数αε.1000℃烧结8%(摩尔分数) Bi4Ti3O12掺杂的BZN陶瓷具有较好的介电性能ε=192,tgδ= 4.21×10-4,αε=-3.37×10-4/℃.     

Al2O3含量对Al2O3/LiTaO3复合陶瓷介电性能的影响

采用热压烧结法制备了Al₂O₃/LiTaO₃ (ALT) 陶瓷复合材料, 研究了Al₂O₃不同体积含量(5vol%、10vol%、15vol%和20vol%)对LiTaO3压电陶瓷介电性能的影响. 结果表明：随着频率的增加, 不同Al₂O₃含量的ALT陶瓷复合材料的介电常数和介电损耗均降低, 但降低的幅度不同. 少量Al₂O₃(5vol%)的添加既能增大材料的介电常数同时又降低了材料的介电损耗, 但是随着Al₂O₃含量的继续增加, ALT陶瓷复合材料的介电常数和介电损耗都增大, 其居里温度先升高后降低. Al₂O₃作为第二相不但能促进LiTaO3陶瓷烧结致密,而且对ALT陶瓷复合材料的介电性能也有提高.     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的合成及其电化学性能研究

以Li2CO3为Li源,化学MnO2(CMD)和电化学MnO2(EMD)为Mn源,以乙醇水混合物为分散介质,采用固相反应法合成了可充电锂离子电池正极材料LiMn2O4尖晶石,并采用XRD,BET,TEM和电化学测试对材料进行了表征。结果表明,750℃制备的样品呈良好的尖晶石结构,比表面积分别为4.8m^2/g和2.8m^2/g,产物的分布均匀,平均粒径为200nm。在0．4mA/cm^2(0.2-0.5C)和3．0－4．35V条件下恒流充放电,其首次放电容量大于110mAh/g ,效率大于90％,并具有较好的循环可逆性。考察 反应温度对材料比表面积的影响。     

Nd掺杂Bi4Ti3O12陶瓷的结构与性能研究

采用固相合成法制备了不同Nd掺杂量的Bi4-xNdxTi3O12(x=0～1.0)陶瓷.采用XRD分析了陶瓷样品的物相结构,采用SEM观察了陶瓷样品的显微结构特征,系统地评价了陶瓷样品的铁电性能.研究结果表明,经1100℃烧结样品结构致密、晶粒均匀.不同Nd掺杂量并未引起物相结构的改变,所有样品均为单一的层状钙钛矿结构.适量的Nd掺入会提升Bi4-xTi3O12陶瓷样品的铁电性能.     

温度稳定型Pb(Ni1/3Nb2/3)O3基复相陶瓷的制备及介电性能

选取居里温度不同的两组元,对其中一组元包覆PT,再与另一组元混合烧结,制备出满足X7R温度稳定特性的复相陶瓷用TEM观察了PT包覆前后粉末的颗粒形态,结果表明,PT较好地附着在颗粒表面.PT包覆层的存在抑制了两相的固溶反应,使材料保持复相结构,改善了材料的介电温度特性.分析了PT包覆层的作用.     

La0.9Sr0.1MnO3/Fe2O3复合体系的异常磁电阻效应

采用软化学方法制备了不同粒径的La0.9Sr0.1MnO3和软磁材料γ-Fe2O3,并将两者按不同比例进行复合,分别用扫描电子显微镜和X射线技术观察了样品的形貌特征和相结构,发现掺杂后的复合体系的电阻率要远大于未掺杂样品的电阻率.掺入γ-Fe2O3后,样品表现出异常磁电阻效应,即加外磁场后样品的电阻率明显大于未加磁场时样品的电阻率.同时,掺杂样品磁电阻的磁场灵敏度显著提高,在室温附近观察到了磁电阻极大值.     

La掺杂对(Bi1.5Zn0.5)(Ti1.5Nb0.5)O7陶瓷组织和介电性能的影响

研究了La3+取代的(Bi1.5Zn0.5)(Ti1.5Nb0.5)O7基陶瓷(Bi1.5-xLaxZn0.5)(Ti1.5Nb0.5)O7(0.0≤x≤1 2,BLZNT)的结构与介电性能。采用传统的固相反应法制备了陶瓷样品,用XRD、SEM分析了样品的组织。在整个取代范围内,La3+取代的样品基本保持单一烧绿石相,稳定范围由容忍因子(RA/RB值)来确定;同时,随着La3+取代量的增加,晶胞常数先增后减。介电性能随结构变化而变化,其中介电性能为:ε=130～170,tanδ=～0.9×10-3(1MHz),并且掺杂La优化了BLZNT x样品高频端(>100kHz)的频谱特性。     

NaCu3Ti3Sb0.5Ta0.5O12陶瓷的高介电性质及相关机制的研究

在不同烧结温度下, 利用传统的固相反应工艺制备了一系列NaCu₃Ti₃Sb_0.5Ta_0.5O₁₂陶瓷, 系统测试了它们的晶体结构、微观结构、介电性质和复阻抗谱。结果显示, 所有的NaCu₃Ti₃Sb_0.5Ta_0.5O₁₂陶瓷的主相都呈现类钙钛矿结构, 介电性质随烧结温度变化很大。高于1020℃烧结的陶瓷的室温相对介电常数大于3000, 具有高介电性质。复阻抗谱显示, NaCu₃Ti₃Sb_0.5Ta_0.5O₁₂陶瓷的电学分布不均匀, 由绝缘性的晶界和半导性的晶界组成。通过XRD和XPS测试发现, 在陶瓷中观察到了CuO第二相和Cu、Ti、Sb、Ta离子的变价。因此, 利用内阻挡层电容效应可以解释NaCu₃Ti₃Sb_0.5Ta_0.5O₁₂陶瓷的高介电性质。     

Properties of B-site non-stoichiometric (K0.5Na0.5)(Nb0.9Ta0.1)1+x O3 lead-free piezoelectric ceramics

The non-stoichiometric (K_0.5Na_0.5)(Nb_0.9Ta_0.1)_1+x O₃ (x = 0, ±0.005, ±0.010) [KN(NT)_1+x ] lead-free piezoelectric ceramics were prepared by normal sintering. The samples were characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. All the KN(NT)_1+x ceramics possess orthorhombic perovskite structure. The grain growth of the ceramics is inhibited and the relative density is improved with increasing x. 0.5 mol% (NT)⁵⁺ excess KN(NT)_1+x ceramic which sintered at 1,120 °C has the highest piezoelectric performances among with other samples. Meanwhile, the (NT)⁵⁺ excess ceramics have better time stability than the (NT)⁵⁺ deficient ones. These results show that the KN(NT)_1+x ceramic with x = 0.005 is a promising lead-free piezoelectric material.     

Nd3+A位置换对(Pb0.5Ca0.5)(Fe0.5Nb0.5)O3陶瓷微波介电性能的影响

研究了Nd³⁺离子A位置换改性(Pb_0.5Ca_0.5)(Fe_0.5Nb_0.5)O₃陶瓷的微波介电性能.[(Pb_0.5Ca_0.5)_1-xNd_x](Fe_0.5Nb_0.5)O₃(PCNFN)陶瓷的微波介电性能得到改善是由于少量过剩的Nd³⁺与(Pb,Ca)²⁺的固溶能够消除氧空位.当x=0.02时,能够形成单相的钙钛矿相,随着Nd³⁺置换量的增加,过剩的Nd³⁺将导致第二相焦绿石的形成,焦绿石会恶化PCNFN的微波介电性能.PCNFN介电性能随x的增加而下降是由于焦绿石相随x增加的结果.当x=0.02-0.05,PCNFN陶瓷有很好的微波介电性能,介电常数K>100,Qf值为5385-5797GHz,频率温度系数TCF随Nd³⁺含量的增加从正的变为负的.     

SrTiO_3/CaCu_3Ti_4O_(12)复合陶瓷材料的介电性能

本文采用固相反应法制备了xSrTiO_3/(1-x)CaCu_3Ti_4O_(12)(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1)复合陶瓷,研究了复合材料的物相、微观结构和宽温度宽频率范围内的介电性能。结果表明:在1348~1600K的温度范围内烧结能够得到致密性良好的xSrTiO_3/(1-x)CaCu_3Ti_4O_(12)(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1)复合陶瓷。频率为100kHz时,样品的室温介电常数随SrTiO_3含量的增加而减少,从71358(x=0)单调减少至270(x=1),其变化规律遵循Lichtenecker法则。介电损耗随SrTiO_3含量的增加先增大后减少。当x=0.2时,样品与CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷的介电性能相似,存在低温的介电弛豫和巨介电常数平台。随着SrTiO_3含量的增加,复合陶瓷的低温介电弛豫激活能增大,介电响应被抑制,而高温介电响应由于高温电导的影响而增强,使得CaCu_3Ti_4O_(12)特有的巨介电常数平台随着SrTiO_3的增加逐渐消失,xSrTiO_3/(1-x)CaCu_3Ti_4O_(12)复合材料的温度依赖性增强。     

Dielectric and impedance characteristics of Ba(Bi0.5Nb0.5)O3 ceramics

A lead free polycrystalline material Ba(Bi_0.5Nb_0.5)O₃ was prepared using a high-temperature mixed oxide technique using high purity ingredients. The formation of the material in monoclinic crystal structure was confirmed by an X-ray structural analysis at room temperature. The nature and texture of microstructure by scanning electron microscopy show that the compound has well defined grains uniformly distributed throughout the surface of the sample. Detailed studies of dielectric and impedance properties of the material, carried out in the frequency range of (1 kHz–1 MHz) at different temperatures (30 °C to 475 °C), have shown many interesting properties. Dielectric study showed an existence of diffuse phase transition around 317 °C. The temperature dependence of impedance parameters (impedance, modulus etc.) of the material exhibits a strong correlation of its micro-structure (i.e., bulk, grain boundary, etc.) with the electrical parameters. An existence of negative temperature coefficient of resistance (NTCR) type behavior in the material similar to that of semiconductors was also observed. The complex electric modulus analysis indicates the existence of hopping conduction mechanism in the system with non-exponential type of conductivity relaxation. The nature of variation of dc conductivity with temperature confirms the Arrhenius behavior of the material. The ac conductivity spectra show a typical signature of an ionic conducting system, and are found to obey Jonscher’s universal power law. The temperature dependent pre-exponential factor (A) shows peak and frequency exponent (n) possesses a minimum at transition temperature.     

Na0.5Bi0.5TiO3-BaTiO3陶瓷的介电和压电性能研究

研究了Ｎａ_０．５Ｂｉ_０．５ＴｉＯ_３和（Ｎａ_０．５Ｂｉ_０．５）_０．９４Ｂａ_０．０６ＴｉＯ_３陶瓷的电滞回线、压电性能和热滞现象·得到（Ｎａ_０．５Ｂｉ_０．５）_０．９４Ｂａ_０．０６ＴｉＯ_３陶瓷的剩余极化Ｐ_ｒ＝１９ｕＣ／ｃｍ^２、矫顽场Ｅ_ｃ＝４．７ｋＶ／ｍｍ．发现用适量的Ｂａ^２＋取代（Ｎａ_０．５Ｂｉ_０．５）^２＋尽管压电性能有所提高,但同时使得材料的温度稳定性大大降低．