钨掺杂CaBi4Ti4O15基陶瓷的介电和铁电性能研究

用固相反应法制备了钨掺杂的铋层状结构铁电陶瓷Ca0.7La0.3Bi4(Ti1–xWx)4O15(x=0,0.025,0.100和0.200)。研究了钨掺杂对其介电、压电和铁电性能的影响。结果表明,当x<0.1时掺钨陶瓷已形成单晶相。Ca0.7La0.3Bi4(Ti0.975W0.025)4O15陶瓷具有最佳性能,其εr为183.15,tanδ为0.00446,d33为14pC/N,2Pr为26.7×10–6C/cm2,2Ec为220×103V/cm。SEM显示CaBi4Ti4O15基陶瓷的晶粒为片状。     

Nb、Ta掺杂Na_(0.5)Bi_(4.5)Ti_4O_(15)铋层状陶瓷的性能研究

采用固相烧结法制备了Na0.5Bi4.5Ti4-2xNbxTaxO15(NBTNT-x,0≤x≤0.06)铋层状压电陶瓷材料,研究了不同量Nb、Ta掺入对Na0.5Bi4.5Ti4O15陶瓷结构和电性能的影响。结果表明,所有样品均为单一的铋层状结构。适量Nb,Ta掺入能细化陶瓷晶粒,提高其致密性,降低电导率σ和介电损耗tanδ;同时,居里温度TC随Nb、Ta掺入量的增加而降低,但均高于610℃;当x=0.02时,陶瓷样品电性能最佳,即压电常数d33=17pC/N,机电耦合常数kp=4.19%,kt=18.10%,品质因数Qm=3 527,剩余极化强度Pr=10.50μC/cm2。     

W6+掺杂SrBi4 Ti4O15-Bi4 Ti3O12共生铋层状压电陶瓷的结构与电学性能

采用固相法制备了SrBi8Ti7-xWxO27(SBT-BIT-xW6+,x=0.00,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10)共生铋层状压电陶瓷材料,系统研究了W6+掺杂对陶瓷样品的微观结构、介电、压电及铁电性能的影响.研究发现所有样品均为单一的m=3.5的共生铋层状结构,且所有陶瓷均有较高致密性,烧结效果...     

Bi4-xLaxTi3O12介电陶瓷的制备及其介电性能的研究

采用固相烧结法制备了不同掺La量、不同烧结工艺的铋层化合物 Bi4-xLaxTi3O12(x=0,0．25,0．5,0．75,1)介电陶瓷。利用宽频LCR数字电桥和XRD、 SEM分析了Bi4-xLaxTi3O12介电陶瓷的晶相和微观结构对其介电性能的影响。研究表明,1050℃烧结温度保温4h的Bi3.5La0．5Ti3O12介电陶瓷,致密性好、晶粒均匀、具有良好的综合介电性能。     

熔盐法制备Bi4Ti3O12的研究

采用NaCl-KCl熔盐法制备了各向异性的Bi4Ti3O12粉体和陶瓷，研究了熔盐含量对粉体尺寸、形貌以及陶瓷的显微组织结构和介电性能的影响。结果表明采用熔盐法可制备出纯Bi4Ti3O12相的粉体和陶瓷，随熔盐含量增加，钛酸铋粉体尺寸及各向异性的程度明显增大；烧结后的Bi4Ti3O12陶瓷晶粒呈片状，且随熔盐含量的增加，钛酸铋陶瓷产生织构；对陶瓷介电性能的研究表明随熔盐含量增加，钛酸铋陶瓷的绝缘电阻率和介电常数增大，介电损耗减小．     

退火温度及气氛对Bi_4Ti_3O_(12)光致发光的影响

以Bi(NO3)3·5H2O和钛酸四丁酯[Ti(OC4H9)4]为原料,采用水热法制备了钛酸铋(Bi4Ti3O12,BiT)纳米材料。利用X线衍射(XRD)研究了产物的物相。结果表明,合成的产物为铋层状钙钛矿结构的BiT。N2气氛中不同退火温度下BiT纳米材料和BiT陶瓷的光致发光(PL)研究表明,420nm激发光激发下,470.6nm处的蓝-绿发光是因为氧空位捕获的电子和空穴形成的自束缚激子的辐射复合。而氧气氛中退火时发光强度减弱也表明蓝-绿发光与氧空位有关。     

织构化BaBi_4Ti_4O_(15)压电陶瓷的制备与性能研究

以熔盐法制备的BaBi4Ti4O15片状粉体作为模板,流延法制备了BaBi4Ti4O15压电陶瓷,并与传统固相法制备的BaBi4Ti4O15压电陶瓷进行比较。通过XRD分析不同工艺制备的陶瓷样品相结构,SEM观察其微观形貌。结果表明:流延法制备的BaBi4Ti4O15陶瓷在(00l)方向实现了定向排列,且随着模板含量的增加,(00l)晶面的定向度f增加,模板质量分数为20%时,f=57.7%。另外,流延法制得的BaBi4Ti4O15陶瓷样品容易致密,当烧结温度从1 140℃到1 145℃时,密度由5.39 g.cm–3增大到6.64 g.cm–3,在1 150℃达到最大密度7.39 g.cm–3。     

铋层状结构压电陶瓷及敏感元件高温特性研究

介绍了铋层状结构压电陶瓷的特点和改性试验所获得的一些结果。针对压电活性低,采取A位复合置换方式对CBT(CaBi4Ti4O15)基材料进行改性研究,特别研究了改性后材料的高温特性,结果表明,改性材料的压电性能、居里温度、高温电阻率等参数有大的改善,qC达800℃以上,d33达18 pC/N以上,在500℃时体电阻率大于106Ω·cm,高温敏感元件在430℃连续保温170 h,绝缘电阻大于1.5 MΩ。     

Ba_2Ti_9O_(20)基微波介质陶瓷的微观组织与微波介电性能

采用固相合成法,通过控制烧结温度和烧结时间,成功制备了单相Ba2Ti9O20基微波介质陶瓷。采用XRD、SEM研究了Ba2Ti9O20基微波介质陶瓷的物相组成和微观结构,采用平行板谐振法测试了Ba2Ti9O20基微波介质陶瓷的微波介电性能。结果表明,单相Ba2Ti9O20微波介质陶瓷具有均匀一致的等轴晶,过高或过低的烧结温度将导致柱状BaTi4O9晶出现。1 360℃烧结4.5 h制备的Ba2Ti9O20基微波介质陶瓷介电性能为:?r=39.53,Q?f=33 800 GHz,τf=1.68×10–6/℃。     

Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15纳米晶粉体的溶胶-凝胶法制备

采用溶胶-凝胶法和预碳化处理工艺制备了层状钙钛矿结构的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15纳米晶粉体。借助DSC-TG、XRD和SEM等分析表征了Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15纳米晶粉体前驱体的热反应过程、粉体的物相结构及微观形貌。结果表明,对前驱体进行预碳化处理得到纳米晶粉体,其分散性得到明显的改善,800~850℃热处理的纳米晶粉体呈单一的层状钙钛矿结构,粉体为球形颗粒,大小均匀,分散性良好,粒径约在100 nm。     

Ba_(0.2)Sr_(0.8)La_4Ti_4O_(15)微波介电陶瓷的两步烧结法制备及性能表征

采用两步烧结法制备了Ba0.2Sr0.8La4Ti4O15微波介电陶瓷,并通过分析陶瓷的晶相、显微结构及介电性能,与采用传统高温直接烧结法制得的陶瓷样品进行了对比。结果表明,较之高温直接烧结法,采用两步烧结法可通过较长时间保温而制备出粒度小而均匀、无裂纹且介电性能较好的陶瓷。在一次烧结温度为1 600℃、二次烧结温度为1 500℃并保温10 h条件下所制陶瓷介电性能最优:εr=46.52,Q.f=65 496 GHz,τf=–12.1×10–6/℃。     

Ba_4Nd_(9.33)Ti_(18)O_(54)微波介质陶瓷的微波合成及其低温烧结

采用微波加热合成了Ba4Nd9.33Ti18O54(BNT)微波介质固溶体陶瓷粉末,研究了微波加热工艺对BNT陶瓷相组成与微观形貌的影响。结果表明:微波加热相比于常规加热可以实现BNT陶瓷的低温快速合成;通过添加质量分数45%的B2O3-SiO2-CaO-MgO(BS)玻璃实现了BNT陶瓷于875℃烧结致密化。1 100℃微波合成的BNT陶瓷加BS玻璃烧结后具有最佳性能:εr=35.8,tanδ=12×10–4,σf=103.7 MPa,λ=2.576 W/(m.K)。     

BaTiO3铁电陶瓷时效过程中的性能稳定性研究

采用固相反应法制备了La2O3、Bi2O3和Ho2O3掺杂的BaTiO3基PTC热敏陶瓷元件,并对其时效特征进行了研究。结果发现,一般样品的电阻率随时效时间的增加而变大,最大增量达58%;但Bi2O3掺杂的样品出现时效反常现象,即时效初始阶段样品的电阻率随时效时间增加而减小、减少率达19.4%,其后才逐渐增大。     

Nb掺杂对Bi4Ti3O12陶瓷铁电性能的影响

采用固相反应法制备了Bi4Ti3-xNbxO12+x/2(x=0～0.090,BTN)铁电陶瓷,研究了Nb掺杂量对BTN陶瓷铁电性能的影响。结果表明,适量的Nb掺杂可显著提高材料的剩余极化强度Pr,一定程度上降低矫顽场强Ec,并减小BTN陶瓷的平均晶粒尺寸(1～2μm)。当x=0.045时,陶瓷的综合性能较好,即有较高的2Pr(0.27×10–4C/cm2)和较小的2Ec(7.43×104V/cm),其剩余极化强度与未掺Nb的Bi4Ti3O12陶瓷相比,提高了近3.8倍。     

Nb5+ 掺杂量对钛酸铋钡微结构及性能的影响

采用固相烧结法,按BaBi4Ti4–xNbxO15的化学计量比,制备了钛酸铋钡BaBi4Ti4O15(BBT)陶瓷,研究了Nb5+掺杂量对其微结构与性能的影响。结果表明:适量Nb2O5加入不会改变BBT晶体结构,并能够抑制晶粒生长。材料的d33和εr均随Nb2O5加入量的增加而呈现极值型变化,但其tanδ持续增加,最佳性能出现在x为0.07处,此时d33达到16pC/N,而εr为270。     

SrBi4Ti4O15陶瓷的制备及其电学行为

采用高强度机械混合的特殊液相沉淀法,以Sr(NO3)3、(C4H9O)4Ti和Bi(NO3)3·5H2O、为原料,制备了SrBi4Ti4O15纳米粉体。研究了前驱体的煅烧温度,粉体结构、粒度,陶瓷的烧结温度及其电性能。结果表明:制得的纳米级SrBi4Ti4O15粉体分散性好、粒径分布范围窄,显著降低了其烧结温度,较之普通固相法至少降低100℃,且粉体烧结活性较高,瓷体致密化温度在970～1000℃,成瓷效果良好。在100Hz以下,εr和tanδ随频率增加显著变小。     

Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3铁电陶瓷烧结工艺及性能研究

采用固态反应方法制备了Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 铁电陶瓷靶材。利用TG-DTA分析了PbO、ZrO2和TiO2粉末混合物的分解、化合反应,通过XRD研究了烧结工艺对Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 铁电陶瓷的晶相结构的影响。研究表明,采用870℃预烧、1 200℃终烧、分别保温2 h和4 h的烧结工艺,Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 铁电陶瓷纯度高 ,致密性好、晶粒均匀,且具有良好的介电与铁电性能。     

Sb_2O_3掺杂Ba(Ti_(0.91)Zr_(0.09))O_3陶瓷的结构与性能

采用固相反应法制备了Sb2O3掺杂的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷,研究了Sb2O3掺杂量(x(Sb2O3)为0.5%～5.0%)对陶瓷晶相结构及介电性能的影响,分析了陶瓷电滞回线变化的原因。结果表明:Sb3+进入了Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷晶格,引起晶格畸变,且无第二相出现。随着Sb2O3掺杂量的增加,陶瓷晶粒逐渐变小变均匀,tanδ减小。Sb2O3掺杂的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷为弥散相变铁电体,在x(Sb2O3)为3.0%处弥散程度最小。