Yb掺杂对Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3陶瓷微观形貌及介电性能的影响

采用溶胶-凝胶一步法制备了Yb掺杂锆钛酸钡基陶瓷,陶瓷样品的容温变化率均符合Y5V标准,通过XRD、SEM等分析检测手段对陶瓷样品进行表征。探讨了Yb掺杂量对锆钛酸钡基陶瓷微观形貌、介电常数、容温变化率及介电损耗的影响。研究表明:随着Yb掺杂量的增大,陶瓷的晶粒尺寸有增大趋势,室温介电常数呈现出先增大后减小的变化趋势;当Yb掺杂量为0.06mol%时,陶瓷的晶粒尺寸较小,陶瓷较为致密,其室温介电常数达到最大值18221,介电损耗较小为0.0061。     

Fe_2O_3掺杂BaZr_(0.1)Ti_(0.9)O_3陶瓷介电性能的研究

采用传统固相法分别于1250℃、1280℃、1300℃、1330℃下制备了BaZr_(0.1)Ti_(0.9)O_3+xmol%Fe_2O_3(0≤x≤1.25)陶瓷样品。XRD结果表明,Fe~(3+)掺杂后的陶瓷样品均为钙钛矿结构。SEM表明,掺杂Fe~(3+)后陶瓷的晶粒尺寸减小。随着掺杂量的增加,陶瓷样品的体积密度ρv和介电常数ε先增大后减小,介质损耗tanδ先减小后增大。1300℃烧结,x=1.00%的陶瓷样品介电性能最好,ρv=6.03 g/cm3,ε=4560,tanδ=0.004。     

水热法合成Ba(Ti_(0.8)Zr_(0.2))O_3纳米粉体

钛酸钡(BaTiO_3)系列电子材料是一类重要的功能材料,正逐渐向小体积、功能化、大容量方向发展,常采用掺杂改性的方式提高其介电常数及稳定性。本次实验主要以TiCl_4、BaCl_2·2H_2O、ZrOCl_2、NaOH为原料,采用水热合成法制备锆钛酸钡[Ba(Ti_(0.8)Zr_(0.2))O_3,BZT]纳米粉体,并探讨反应温度、Ba/(Ti+Zr)摩尔比以及pH对BZT粉体合成的影响。实验结果表明,在反应温度为220℃,反应时间为4h,Ba/(Ti+Zr)=1.4,且pH为14时制备的BZT粉体物相单一,分散性较好,粒径较小。当提高pH及前驱物的Ba/(Ti+Zr)摩尔比及升高反应温度时,均有利于BZT晶体形成,而且粉体粒径减小。     

生长温度对单晶衬底上生长Ba(Zr_(0.2)Ti_(0.8))O_3薄膜微结构和介电性能的影响(英文)

采用脉冲激光沉积方法,在制备有LaNiO3(LNO)底电极的LaAlO3(LAO)衬底上,分别在500,600℃和700℃的沉积温度下制备了锆钛酸钡Ba(Zr0.2Ti0.8)O3(BZT)薄膜.通过X射线衍射表征薄膜的结构特性,原子力显微镜和扫描电子显微镜分别用来表征样品的表面和断面形貌.结果表明:BZT薄膜与LNO具有c轴取向,并以cube-on-cube方式排列生长.BZT薄膜表面致密无裂缝,具有柱状生长的晶粒.薄膜的介电性能测试显示:600℃下沉积的BZT薄膜具有较高的介电可调性(49.1%)和较低的介电损耗(2.5%).在600℃下沉积的BZT薄膜的优值因子(figure of merit,FOM)达到19.8.     

ZrO_2掺杂对Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3陶瓷结构及介电性能的影响

采用固相烧结法制备Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3+x%ZrO_2(BMZT)微波介质陶瓷,研究了ZrO_2掺杂对Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3(BMT)微波介质陶瓷结构和介电性能的影响。结果表明:陶瓷体系中存在2种相,主晶相Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3和附加相Ba_(0.5)TaO_3。随着x的增大,陶瓷体系的相结构由六方结构逐渐向立方结构转变,同时有序相由1:2有序结构逐渐向1:1有序结构转变。添加适量的ZrO_2可以促进液相烧结,当x=8时,陶瓷致密化烧结温度由纯相时的1 650℃以上降至1 450℃,表观密度ρ=7.568 g/cm~3,相对理论密度达到99.1%,BMZT体系拥有良好的微波介电性能:相对介电常数ε_r=25.5,品质因数与谐振频率的乘积Qf=137 600 GHz(8GHz),谐振频率温度系数τ_f=0.3×10~(-6)/℃。     

添加Sb_2O_5,ZnO和玻璃对(Zr_(0.7)Sn_(0.3))Ti_4陶瓷高频介电性能的影响

用氧化物混合方法制备了主晶相为 (Zr0 .7Sn0 .3)TiO4的高频陶瓷材料。添加Sb2 O5,ZnO和玻璃有效降低了陶瓷的烧成温度和介质损耗。添加 0 .5 %Sb2 O5(摩尔分数 ) ,1.5 %ZnO(质量分数 )和 3.0 %玻璃 (质量分数 )的陶瓷组成在 115 0℃烧结 ,在测试频率 1MHz下的介电性能为 :介电常数ε≈ 38,损耗角正切tanδ=0 .6× 10 - 4 ,介电常数温度系数αε=0± 30× 10 - 6 /℃ ,体电阻率 ρv≥ 10 1 3Ω·cm。用此种陶瓷材料可在中温烧结制成多层陶瓷电容器 (multilayerceramiccapacitor,MLCC)     

Bi_4Ti_3O_(12)掺杂(Ba,Sr)TiO_3基电容器陶瓷介电性能研究

采用传统固相法制备了Bi_4Ti_3O_(12)掺杂(Ba_(0.71),Sr_(0.29))TiO_3(BST)陶瓷。研究了Bi_4Ti_3O_(12)掺杂量对BST电容器陶瓷介电性能、物相组成和微观结构的影响。结果表明:随着Bi_4Ti_3O_(12)掺杂的增加,BST陶瓷的相对介电常数逐渐减小,介电损耗先减小然后增大,Bi_4Ti_3O_(12)掺杂后的BST陶瓷仍为钙钛矿结构。当Bi_4Ti_3O_(12)掺杂量为1.6 wt%时,BST陶瓷的综合介电性能最好,εr为3744,tanδ为0.0068,ΔC/C为+1.70%,-44.61%,容温特性符合Y5V特性。     

溶胶渗透对BST-Ba_4Ti_(13)O_(30)复合陶瓷烧结及介电性能的影响

采用混相烧结法制备了x vol%Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3-(100-x) vol%Ba_4Ti_(13)O_(30)(x=8～24)复合陶瓷(记为BSTBT/4/13),研究了相组成、Ba TiO_3溶胶渗透对复合陶瓷的烧结、介电性能的影响。研究结果表明:随着BST含量的降低,BST-BT/4/13复合陶瓷的烧结性能提高、介电常数及调谐率降低;BaTiO_3溶胶渗透工艺可以提高烧结性能、调谐率及温度稳定性,尤其可以显著降低低频(1 KHz)下的介电损耗。组分x=16试样经溶胶渗透处理可获得较好的综合性能:1240℃的烧成温度、0.02的损耗(1 KHz)及在直流偏置场强为10 kV/cm下可达3.5%的调谐率。     

掺杂Bi_2O_3对CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷显微结构和介电性能的影响

采用传统高温共固相反应法制备了Ca(1-x)BixCu3Ti4O(12-x/2)(x=0,1%,2%,3%,4%,5%)陶瓷,研究了掺杂Bi2O3对CaCu3Ti4O12陶瓷的显微结构和介电性能的影响,结果表明:掺杂Bi2O3可以促进CCTO陶瓷的致密性和晶粒均匀性,掺杂Bi2O3有利于提高CCTO陶瓷的介电性能以及其稳定性,且介电性能与陶瓷晶粒的均匀性和陶瓷的致密性有着一定的联系。相对而言掺杂4%Bi2O3的介电性能最优。     

(Ba_(0.9)Sr_(0.1))(Ti_(0.999)Nb_(0.001))O_3陶瓷晶粒生长的动力学因子

研究了半导化 (Ba0 .9Sr0 .1 ) (Ti0 .999Nb0 .0 0 1 )O3 陶瓷晶粒生长的动力学因子 ,采用固相反应法工艺制备该陶瓷样品 ,化学原材料为纯度高于 99%的BaCO3,SrCO3,TiO2 和Nb2 O5 等 ,并用到微量原料Al2 O3 和MnSiO3 以改善陶瓷的电学性能 .同样化学配方的 8种样品在130 0℃中保温时间分别为 1,3,6 ,10 ,30 ,6 0 ,10 0和 30 0min ,以获得晶粒生长不同程度的块状陶瓷 .利用扫描电子显微技术分析发现 ,随着保温时间的延长样品的平均晶粒尺寸变大 .经自动图像处理技术发现 ,晶粒生长的动力学因子不是常数 :在烧结初期大致为 1.5 ,而在烧结后期为 3.5 .这与大多数报道的实验和模拟结果一致 .     

CaCu_3Ti_4O_(12)基陶瓷的制备、结构与介电性能研究

本实验以分析纯Ca CO3、Cu O、Ti O2为原料,采用传统固相反应法,在预烧温度870℃下合成Ca Cu3Ti4O12(CCTO)粉体,采用淀粉为造孔剂,探究不同的淀粉含量,对在不同烧结温度制备多孔陶瓷的介电性能及机械性能的影响。实验表明,在870℃的预烧温度下,合成了类钙钛矿结构的CCTO,不同淀粉含量的陶瓷,其成孔率均随着烧结温度的升高呈现先减小后增大的趋势。此外,随烧成温度升高,陶瓷晶粒出现二次再结晶,晶粒尺寸均匀度下降,使陶瓷致密度下降,成孔率升高。     

光化学感应法制备Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3陶瓷微阵列

Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3(PZT)铁电陶瓷具有高的剩余极化强度,是性能良好的记忆存贮材料。为了制备存贮单元,本研究采用溶胶-凝胶法配合紫外光感技术制备PZT陶瓷膜,在溶液中添加紫外吸收剂,提拉形成凝胶膜,通过掩膜板遮蔽紫外光,实现紫外光对薄膜选择性的加工,制备PZT存贮阵列。通过紫外光辐照时间的探索,确定了最佳的辐照时间,使用光感法制备的PZT阵列分布均匀,膜层没有缺陷,经过500℃热处理后,薄膜致密且厚度均一,PZT表现出良好的铁电性能,剩余极化强度为16μC/cm~2。     

Ba(1-x)LaxTi(1-y)FeyO3陶瓷微观结构与介电性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了Fe和La共掺杂BaTiO_3基陶瓷,并且用XRD与SEM对所合成的样品进行分析表征。考察了Fe和La掺杂量对BaTiO_3基陶瓷的相组成、表面形貌以及介电性能的影响。结果表明:BaTiO_3基陶瓷均呈现单一的钙钛矿结构;随着Fe和La的掺杂量的增加,BaTiO_3基陶瓷从四方相转变为立方相,陶瓷的晶粒尺寸呈现增大的趋势,室温介电常数先增大后减小,而室温介电损耗随着Fe和La的掺杂量的增大几乎没有影响。当Fe和La的掺杂量各为4mol%时,室温介电常数达到最大值6333,介电损耗较小约为0.016。     

xPb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3–(1–x)Pb(Zr_(0.48)Ti_(0.52))O_3压电陶瓷的准同型相界与介电性能

采用铌铁矿预产物合成法制备组成在准同型相界(morphotropic phase boundary,MPB)附近的xPb(Mg1/3Nb2/3)O3-(1-x)Pb(Zr0.48Ti0.52)O3(PMN-PZT,x=0.125,0.15,0.175,0.2,0.225,0.25,摩尔分数)压电陶瓷。X射线衍射和Raman光谱分析表明:所有陶瓷样品的相组成均为纯钙钛矿相,未探测到其他杂相;随PMN含量的增加,PMN-PZT压电陶瓷的相结构从四方相逐渐向菱方相转变,该体系的MPB组成在x=0.2附近,而且其相结构为四方相与菱方相共存。陶瓷断口的扫描电镜观察表明:陶瓷的晶粒尺寸约1～3μm。陶瓷的介电温谱表明:x=0.2,陶瓷的Curie温度为308.8℃,峰值介电常数约为16380,室温压电常数为351pC/N;陶瓷的Curie温度随PMN含量增加线性下降。     

添加剂对Ba(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3-Sr(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3陶瓷介电性能的影响

研究了MnCO3,BaZrO3对 0 .35Ba(Zn1 /3Nb2 /3)O3(BZN) -0 .65Sr(Zn1 /3Nb2 /3)O3(SZN)陶瓷介电性能的影响。研究表明 :添加MnCO3,BaZrO3时 ,对陶瓷的烧结均起促进作用 ,增大介电常数。加入 1% (质量分数 )的MnCO3可使陶瓷具有较小的介质损耗 ,同时MnCO3对陶瓷的介电常数温度系数具有正向调整作用。加入BaZrO3后通过生成液相而减少了第二相Ba5Nb4O1 5,BaNb2 O6 的生成。所制备的 ( 0 .35BZN -0 .65SZN) 0 .1%MnCO3陶瓷的εr≈ 43.6,αε≈ -8× 10 - 6 /K ,tanδ =0 .6× 10 - 4 ,且烧结温度低于 130 0℃。     

Ba/Sr比对Ba_xSr_(1-x)Zr_(0.18)Ti_(0.82)O_3陶瓷结构及性能的影响

本文采用溶胶-凝胶法制备Ba_xSr_(1-x)Zr_(0.18)Ti_(0.82)O_3(x=0.3,0.4,0.5)陶瓷粉末,通过传统的陶瓷制备方法制备陶瓷样品,研究了不同Ba/Sr比对陶瓷结构及充放电性能的影响。研究结果显示,随着Ba/Sr的增加,陶瓷的介电常数变大,居里温度向高温方向移动,介电性由线性向非线性演变;室温下,Ba_(0.5)Sr_(0.5)Zr_(0.18)Ti_(0.82)O_3陶瓷有最大的介电常数(~2250,0.004,1 k Hz),最大的饱和极化(~10.8μC/cm~2,110 k V/cm),最大的能量密度(~0.42 J/cm~3,110 k V/cm),其放电效率也达到93%。     

Ba_2Ti_9O_(20)高频介质陶瓷结构和介电性能

主要研究了Ba2 Ti9O2 0 陶瓷的结构和介电性能。通过在BaCO3、TiO2 中添加适量的ZnO、Nb2 O5,在 12 6 0℃烧成了介电性能优良的Ba2 Ti9O2 0 陶瓷。XRD研究表明 ,其主晶相为Ba2 Ti9O2 0 ,附加晶相为Ba2 Ti9O9、Ba3Ti12 Zn7O34 、Ti2 Nb10 O2 9     

大磁电系数Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3膜–CoFe_2O_4陶瓷复合结构

通过溶胶–凝胶法在高致密度的钴铁氧体陶瓷片上制备锆钛酸铅(PZT)薄膜。在该复合结构中,PZT膜采用了较低的处理温度,从而有效避免了传统陶瓷共烧过程中出现的界面反应。样品表现出较好的铁电、介电、压电和磁电性能,并且面内磁电耦合系数可达58 m V/(cm?Oe)。     

ZrO2掺杂对(Ba0.9Ca0.1)TiO3陶瓷性能的影响

采用新型溶胶凝胶制粉技术和传统陶瓷工艺相结合，对（Ba0.9Ca0.1）TiO3陶瓷进行ZrO2掺杂，对陶瓷晶相特征及铁电、介电、压电性能进行了研究，结果表明，ZrO2的加入对（Ba0．9Ca0．1）TiO3陶瓷的铁电性能略有改善，Curie峰前移和展宽，提高了介电常数ε和介电损耗tanδ，压电常数d33却降低了。当ZrO2掺杂量为0.14mol时，陶瓷的介电常数有最大值2559．43，介电损耗有最小值0.027，此时压电常数为35。