Nb_2O_5对氧化铝陶瓷显微结构及性能的影响

研究了SiO2-MgO-CaO-BaO-TiO2-WO3烧结助剂作用下Nb2O5对氧化铝陶瓷性能和显微结构的影响(烧结温度1350℃),并用扫描电子显微镜观察了不同Nb2O5含量的氧化铝陶瓷的显微结构。结果发现:未加入Nb2O5时氧化铝的抗弯强度为365MPa,加入质量分数为0.4%或0.6%的Nb2O5后氧化铝陶瓷中晶粒出现异向生长,抗弯强度明显提高,超过400MPa。     

ZTA陶瓷基板力学和光学性能的研究

以α-Al2O3粉体为主相材料,添加不同含量的ZrO2(体积分数0%~28%),采用流延成型工艺和常压烧结方法制备ZTA陶瓷样品,研究ZrO2的含量、气孔率、基板厚度以及白度对ZTA陶瓷基板力学和光学性能的影响。结果表明:随ZrO2含量增加,断裂韧性和抗弯强度呈现先增大后减小的趋势,ZrO2含量为体积分数20%时达到最大值,分别为5.7 MPa·m1/2和865 MPa;当ZrO2含量低于体积分数12%时,随气孔率增加,反射率升高;此外,ZTA陶瓷基板的厚度增加,反射率升高;白度下降,反射率也随之降低。最终制备出一种反射率达到100.7%,满足LED高光效需求的ZTA陶瓷基板。     

锂掺杂BNKT无铅压电陶瓷的制备与电学性能

采用传统电子陶瓷工艺制备了无铅压电陶瓷Bi0.5(Na0.825K0.175)0.5TiO3+x%Li2CO3(x=0～10,质量分数),利用X线衍射(XRD)和扫描电镜等测试技术分析表征了该体系陶瓷的结构、介电与压电性能。结果表明,Li的添加改善了该体系陶瓷的烧结性能,烧结温度明显降低,弛豫程度增强;XRD结果表明,x<5.0时,陶瓷具有单一钙钛矿结构。Li的引入改善了该体系的电学性能,室温下该体系的压电常数d33可达174 pC/N,平面机电耦合系数kp达到29.7%。掺Li后,该陶瓷的去极化温度(Td)有所提高,其中当锂的质量分数增至1.0时,该陶瓷的Td高达180℃。     

硅烷偶联剂对CABS玻璃/α-Al_2O_3复合料流延性能的影响

采用KH-550硅烷偶联剂对CABS玻璃/α-Al_2O_3复合粉体表面进行改性,分析了表面改性对流延浆料流变性能的影响,并讨论了微观结构与介电性能的变化。研究结果表明:在添加2%(质量分数)硅烷偶联剂条件下,浆料的分散稳定性得到了明显改善。在烧结过程中偶联剂与玻璃陶瓷形成了钙长石相,并附着在氧化铝的表面。当硅烷偶联剂质量分数为2%时,试样在850℃烧成性能为ρ=3.05 g·cm~(–3),εr=7.89,tanδ=0.1×10~(–3)(1 MHz),主要性能达到LTCC对基板材料的要求。     

K_2O-B_2O_3-SiO_2/Al_2O_3 LTCC复合基板材料性能研究

采用K2O-B2O3-SiO2玻璃与Al2O3复合烧结,制备了K2O-B2O3-SiO2/Al2O3低温共烧陶瓷(LTCC)复合基板材料,研究了不同组分含量对体系微观结构和性能的影响。结果表明,复合基板材料的相对介电常数εr和介质损耗均随着Al2O3含量的增加而增加,当Al2O3质量分数为45%时,复合基板材料的介质损耗为0.0085,εr为4.55(1MHz)。抗弯强度可达到160MPa。     

可打印硼硅酸盐玻璃陶瓷浆料的制备及其流变性能研究

通过讨论粉末粒径、分散剂、固含量、粘结剂、增塑剂对陶瓷浆料流变性能及打印效果的影响规律,研究了高浓度、良好分散的可打印硼硅酸盐玻璃陶瓷浆料的制备方法,并采用3D打印直写技术实现了硼硅酸盐玻璃陶瓷基板的成型。研究结果表明:当分散剂为质量分数3%,粘结剂为质量分数4%,增塑剂与粘结剂质量比为0. 4,固含量为质量分数46%时,浆料可打印性较好,粘度约为2660 mPa·s。采用所制备浆料打印的基板表面平整,经过烧结后内部结构致密,相对介电常数为5. 4,介电损耗为0. 0017,满足电路基板的使用需求。     

新型BNT系高温陶瓷电容器材料的研究

采用固相合成工艺,制备了(Bi0.5Na0.5)(1–x)CaxTiO3(BNCT)陶瓷(x=0.01～0.14)。研究了Ca含量对BNCT陶瓷介电性能的影响。结果表明,所有BNCT陶瓷样品中都存在第二相TiO2;随着Ca含量的增加,BNCT陶瓷的介电峰向低温方向移动,介温曲线越来越平坦,剩余极化急剧减小,介质损耗逐渐减小。往x=0.12的BNCT陶瓷里掺入质量分数为1.5%的MnCO3,所得陶瓷样品的室温tanδ小于1%、绝缘电阻率达到1011?.cm,并满足–55～+250℃下,?C/C25℃≤±15%的高温MLCC的要求。     

B位取代钛酸铋钠基压电陶瓷的结构与性能

采用传统固相反应制备出了0.80Na0.5Bi0.5TiO3-0.20K0.5Bi0.5TiO3(NKBT)基无铅压电陶瓷材料,研究了高化合价离子(Sb5+, Nb5+,W6+) B位掺杂对NKBT基无铅压电陶瓷结构与性能的影响.结果表明,掺杂等量Sb3+、Nb5+和W6+后,NKBT基陶瓷的主晶相仍然为钙钛矿相结构,其中掺杂Sb5+和Nb5+时,陶瓷中分别出现少量Sb6O13和Nb2O5相.掺杂离子的相对原子质量越大,陶瓷的压电常数d33越大.W6+为最优掺杂离子.不同W6+含量的NKBT陶瓷的主晶相均为钙钛矿相,当W6+摩尔分数为8%时,出现焦绿石相Bi14W2O27.W6+的固然极限为4%.随着W6+摩尔分数的增加,材料的介电常数εr、d33及居里温度TC减小,介电损耗tan δ增加.当W6+的摩尔分数为1%时,陶瓷的性能达到最佳,其d33、εr、tan δ、TC分别为123 pC/N,1 352、0.042 9,318 ℃.     

工艺条件对高纯氧化铍陶瓷金属化性能的影响

以W为原料,MnO、Al2O3和SiO2为活化剂,采用烧结金属粉末法,于1450～1500℃的还原性气氛(氨分解气)中烧结,在99BeO(纯度大于99%的BeO)陶瓷基板表面形成了W金属层,研究了活化剂含量、金属化膜厚度以及99BeO陶瓷晶粒大小对其金属化性能的影响。结果表明:当添加的活化剂质量分数为20%,金属化膜厚度约为35μm,BeO陶瓷晶粒大小约为39μm时,99BeO陶瓷金属化层的抗拉强度达到最大值65MPa。     

Bi0.5(Na1-xKx)0.5TiO3系陶瓷的压电性质与微观结构

利用传统陶瓷工艺制备了Bi0.5(Na1-xKx)0.5TiO3系无铅压电陶瓷,研究了该陶瓷的压电性质与微结构。研究结果表明,Bi0.5(Na1-xKx)0.5TiO3陶瓷的压电常数d33=142.2 pC/N、机电耦合系数kp=0.315;随着K+含量的增加,陶瓷晶粒尺寸有细化的趋势;低K+含量时,陶瓷晶粒的“棱角”相当“钝化”,而高K+含量时,陶瓷晶粒的“棱角”明显而“尖锐”,K+促进了陶瓷晶粒在特定方向的生长;对Bi0.5(Na1-xKx)0.5TiO3陶瓷进行了A位离子改性研究,提出了新型的压电性质优良的BNT基无铅压电陶瓷体系。     

正交实验制备基站天线移相器用陶瓷基板材料

以CaO-Al2O3-SiO2系氧化铝陶瓷为基础,通过正交实验研究了CaCO3、MgCO3﹑BaCO3和ZrO2的添加量对该系统陶瓷性能的影响,制备出基站天线移相器用BaO-CaO-MgO-Al2O3-SiO2氧化铝陶瓷材料。XRD结果表明,所制陶瓷主晶相是α-Al2O3,未发现新相,这些添加物形成了低共熔物,起了促进烧结、降低烧结温度的作用。正交实验结果表明,最佳添加量摩尔分数分别是x(CaCO3)为0.006,x(BaCO3)为0.004,x(MgCO3)为0.009和x(ZrO2)为0.005,其相对介电常数εr为9.66,tanδ为1.8×10–4,体积密度为3.65g/cm3,抗电强度为25×103V/mm。     

BaTiO_3基无铅PTC热敏电阻材料的制备与研究

利用传统陶瓷工艺制备了掺杂(Bi0.5Na0.5)TiO3(BNT),CaCO3和Mn(NO3)2的钛酸钡基无铅PTC陶瓷材料(Bi0.5Na0.5)xBa1–xTiO3-yCaCO3-0.000 2Mn(NO3)2(x=0.005,0.020,0.040,0.080;y=0,0.02,0.04,0.06,0.08),研究了BNT和CaCO3的掺杂量对所制陶瓷微观结构和导电特性的影响。结果表明:试样的晶格常数比c/a、居里温度tC以及室温电阻率ρ25均随着BNT掺杂量的增加而增大;CaCO3的加入能有效降低样品的室温电阻率。当x=0.080,y=0.06时所制得材料的性能最好,其室温电阻率为7×102.cm,居里温度高于150℃,升阻比(ρmax/ρmin)达到103。     

[(Bi1-x-yLax)Na1-y]0.5BayTiO3压电陶瓷的性能与微结构

针对钛酸铋钠(Bi0.5Na0.5TiO3)基无铅压电铁电材料,提出了新型的ABO3型A位多重复合无铅压电陶瓷体系[(Bi1-x-yLax)Na1-y]0.5BayTiO3;利用传统陶瓷工艺和电子陶瓷公司生产中使用的原料,制备了该体系陶瓷;研究了该陶瓷的压电性质与微观结构。研究结果表明,该体系陶瓷具有单相钙钛矿结构;其压电常数d33可达183 pC/N,其机电耦合系数kp可达0.355;适量La3+对Bi3+的取代改善了压电性能;在1 175℃,2 h的烧结条件下,能够获得致密的[(Bi1-x-yLax)Na1-y]0.5BayTiO3陶瓷;La3+的引入抑制了晶粒的生长,高La含量的陶瓷晶粒较小。     

Nd2O3掺杂K0.5Na0.5NbO3无铅压电陶瓷压电性能的研究

采用传统固相反应法制备了K<,0.5>Na<,0.5>NbO<,3-x>Nd<,2>O<,3>(简称KNN-<,x>Nd)系列无铅压电陶瓷,研究了不同Nd<,2>O<,3>含量(x=0,0.05,0.15,0.25,0.35,0.50,0.60,1.00)样品的物相组成、显微结构及压电性能.结果表明:A位的Nd<'3+...     

碱金属氧化物添加剂对(Mg_(1–x)Ca_x)TiO_3陶瓷微波性能的影响

采用固相反应法制备了(Mg1–xCax)TiO3微波介质陶瓷。探讨了复合添加Na2O和K2O对(Mg1–xCax)TiO3陶瓷烧结性能和介电性能的影响。结果表明:复合添加碱金属氧化物,陶瓷的主晶相为MgTiO3和CaTiO3,同时,可以抑制中间相MgTi2O5的产生,有效降低陶瓷的烧结温度至1280℃。当Na2O和K2O添加总量为质量分数1.2%,且Na2O/K2O质量比为2∶1时,所制陶瓷介电性能最佳:εr=19.71,Q.f=3.59×104GHz(7.58 GHz),τf=–1.40×10–6/℃。     

Ba2+掺杂对CaCu3Ti4O12陶瓷结构与电性能的影响

采用传统固相法制备了Ca1-xBaxCu3Ti4O12(x=0, 0.005, 0.010, 0.020, 0.030, 0.040, 0.050, 0100,摩尔分数) 陶瓷。用X线衍射仪、扫描电子显微镜、介电温谱测试系统及阻抗测试仪研究了Ba2+掺杂量的变化对Ca1-xBaxCu3Ti4O12陶瓷的相结构、微观形貌及电性能影响。研究结果表明,随着Ba2+掺杂量的增加,陶瓷试样产生了第二相CuO,同时Ba2+掺杂使CaCu3Ti4O12的晶格常数增大。Ca1-xBaxCu3Ti4O12陶瓷的晶粒尺寸随Ba2+掺杂量的增加而减小,气孔率随之降低。掺杂适量的Ba2+可有效降低CaCu3Ti4O12陶瓷的介电损耗,也可降低相对介电常数随温度的变化率。一定量的Ba2+掺杂还能增加CaCu3Ti4O12的晶界电阻。     

Nb5+掺杂对(Ca0.97Ba0.03)Cu3Ti4O12陶瓷结构与电性能的影响

该文利用固相反应法制备了(Ca0.97Ba0.03)Cu3Ti4-xNbxO12 (x=0,0.01,0.03,0.05,0.07,0.10,0.15,0.20， 摩尔分数)陶瓷。借助X线衍射仪及扫描电子显微镜研究了Nb5+的摩尔分数对(Ca0.97Ba0.03)Cu3Ti4O12陶瓷的相结构及表面微观形貌的影响，借助高低温介电测试系统和阻抗测试仪获得了(Ca0.97Ba0.03)Cu3Ti4-xNbxO12陶瓷电性能变化规律。结果表明，各组分(Ca0.97Ba0.03)Cu3Ti4-xNbxO12陶瓷均为单相立方钙钛矿结构；Nb5+摩尔分数的增加可抑制(Ca0.97Ba0.03)Cu3Ti4-xNbxO12陶瓷晶粒的生长并消除其晶粒异常长大；适量掺杂 Nb+能够有效提高(Ca0.97Ba0.03)Cu3Ti4-xNbxO12陶瓷的晶界电阻，从而降低其介电损耗，且可提高(Ca0.97Ba0.03)Cu3Ti4-xNbxO12陶瓷相对介电常数的温度稳定性。     

锂掺杂对K0.5Na0.5NbO3无铅压电陶瓷电性能的影响

采用固相法制备了Li掺杂K0.5Na0.5NbO3无铅压电陶瓷,即K0.5Na0.5NbO3+x/2%Li2CO3(KNN-xL)。研究了不同Li摩尔分数(x分别为0,0.25,0.50,0.75,1.00,1.50)样品的物相组成、显微结构及电性能。结果表明,室温下所有样品都具有正交相的钙钛矿结构。随着Li摩尔分数的增加,样品的压电常数d33、平面机电耦合系数kp、机械品质因数Qm及密度ρ都先升高后降低,介电损耗tanδ普遍比未掺杂的低,当x=0.5时综合性能达到最优,即d33=122pC/N,kp=41%,Qm=115,εr=548,tanδ=0.022,ρ=4.32g/cm3。另外正交到四方相变温度逐渐降低,居里温度逐渐升高。     

双碱金属氧化物对钙硼硅微晶玻璃性能的影响

向CaO-B2O3-SiO2微晶玻璃中添加双碱金属氧化物Na2O和Li2O。研究了Na2O和Li2O的总体质量分数和二者的质量比对玻璃试样性能的影响。采用DSC、XRD、SEM分析了玻璃的性能和微观形貌。结果表明:烧结后试样晶相主要为硅灰石;当w(双碱金属氧化物)为1.5%,ζ(Na2O∶Li2O)为2∶3时,试样能在950℃烧结,εr为6.16,tanδ为3.5×10–3(1MHz)。