CaCu3Ti4O12陶瓷的高温介电弛豫研究

研究过渡金属氧化物在交变电场中的极化和弛豫行为有助于对此类化合物的输运机制的理解和介电、铁电等性能的优化。本文利用宽温宽频介电分析仪研究了CaCu₃Ti₄O₁₂(CCTO)陶瓷在室温以上的介电常数、弛豫和阻抗等性质。通过对阻抗谱的拟合分析表明,与室温以下介电弛豫机制不同,高温弛豫激活能与晶界电导激活能完全一致,说明高温下介电弛豫源于多晶陶瓷的晶界效应。     

CaCu3Ti3.95Zr0.05O12陶瓷的介电性质研究

CaCu₃Ti₄O₁₂(CCTO)陶瓷具有高介电常数,研究掺杂离子对其结构和性质的影响有助于理解并优化其介电性能。本文利用X射线衍射仪（XRD）研究了CaCu₃Ti_3.95Zr_0.05O₁₂(CCTZ)陶瓷的结构,并利用宽温宽频介电分析仪研究了其在不同温度下介电常数、弛豫、阻抗和电模量等性质。XRD结果表明,5%的Zr能够完全并入到CCTO晶格中;阻抗谱和电模量的分析表明,低温和高温范围内的介电弛豫分别与晶粒和晶界的电学性质密切相关。Zr掺杂造成晶粒激活能增大,而晶界激活能几乎不变。     

La2O3、Cr2O3共掺杂的CCTO陶瓷介电性能研究

采用氧化物混合工艺制备了La2O3和Cr2O3共掺杂的CaCu3Ti4O12(CCTO)陶瓷材料。通过XRD、介电温度特性等测试手段,研究了掺杂不同浓度的La2O3和Cr2O3对CCTO体系陶瓷介电性能的影响,并对掺杂机理进行了分析.研究结果表明:分别掺杂La2O3和Cr2O3的CCTO陶瓷的介电损耗为～0.2,比纯的CCTO陶瓷样品低,而介电常数仍保持在～104;掺杂0.03at%La2O3和0.08at%Cr2O3的CCTO陶瓷材料的介电常数为4.4×104,介电损耗可降至0.15.因此,通过共掺杂的方法可以在有效降低CCTO陶瓷介质损耗的同时,仍维持高的介电常数.     

A位Y^（3＋）替代α-BZN陶瓷结构及介电性能研究

采用传统的固相反应法制备了（Bi1.5-xYxZn0.5）（Zn0.5Nb1.5）O7（BYZN,0≤x≤0．2mol）陶瓷,借助XRD、SEM和Agilent4284A测试仪,研究了A位替代对OL—BZN结构和介电性能的影响。研究表明：当掺杂量xY^（3＋）〈0．15mol时,样品相结构中没有出现其他杂相,为单一立方焦绿石相;随掺杂离子的进一步增加,样品中出现少量第二相。陶瓷样品的晶粒尺寸和介电性能随着Y^（3＋）掺杂量的增加而呈现有规律的变化;低温介电弛豫峰的峰形逐渐宽化;xY^（3＋）≤0．15mol时,1MHz下弛豫峰峰值温度Tm由-117℃逐渐增加到-108℃。     

液相烧结对Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷介电性能的影响

采用固相反应法制备了添加1wt%CuO-BaO混合物的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3铁电陶瓷,借助XRD、SEM、Agilent4284测试仪,讨论了加入CuO-BaO混合物对Ba(Ti0.91Zr0.09)O3铁电陶瓷的烧结温度、相结构、显微组织及介电性能的影响.结果表明:添加1wt%CuO-BaO混合物,能有效降低Ba(Ti0.91Zr0.09)O3的烧结温度,室温介电常数高,介电损耗小.在1MHZ下εTl=3 150,tgδ=0.06,并且伴有介电弛豫现象.     

固相法制备CaCu_3Ti_4O_(12)及其结构与介电性能的研究

通过固相反应合成了ABO_3型钙钛矿结构CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)巨介电常数陶瓷材料.采用X射线衍射、扫描电镜和Agilent4294A精密阻抗分析仪对不同烧结温度下样品进行了物相、显微结构及其介电-频率特性的测试分析.结果表明:在温度高于950℃时,反应充分,可完全生成CCTO,1 120℃烧结温度保温6 h的CCTO介电陶瓷,致密性好、晶粒大小均匀、结晶良好,具有优良的综合介电性能.     

Cr_2O_3及Nb_2O_5掺杂CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷结构与介电性能

采用固相法制备了Cr2O3、Nb2O5掺杂的钛酸钙铜基高介电陶瓷,研究了Cr2O3、Nb2O5掺杂对CaCu3Ti4O12(CCTO)陶瓷晶体结构、显微结构及介电性能的影响.结果表明:当掺杂量x在所研究区域质量分数0~0.8%之间时,样品均形成纯钙钛矿固溶体;两种掺杂对钛酸钙铜陶瓷的晶体生长均有抑制作用,Cr2O3掺杂的样品在1100℃致密成瓷,Nb2O5掺杂的样品在1080℃致密成瓷;当Cr2O3掺杂量为质量分数0.4%、Nb2O5掺杂量为质量分数0.4%时,与纯CCTO相比,两种掺杂对陶瓷的介电性能均有明显的改善作用,室温、1kHz下陶瓷的介电损耗分别为0.04、0.17,Cr2O3掺杂钛酸钙铜陶瓷性能要优于Nb2O5掺杂的钛酸钙铜陶瓷.     

(Ba 0.8Sr 0.2) 1-1.5x BixTiO3陶瓷的弥散相变和高温介电异常研究

采用传统固相法制备(Ba _0.8Sr _0.2) _1-1.5x Bi_xTiO₃ (x= 0.02,0.05,0.15,缩写为BSBT)陶瓷.在空气条件下1 473 K 保温2 h退火制得,并对陶瓷样品的结构、微观形貌和介电性能进行了测试.其中,在介电研究中不仅出现了弥散的相变,并且在高温区域观察到了弥散型的介电异常.根据居里-外斯定律的拟合结果,在样品x=0.05的BSBT陶瓷样品中出现相对较强的一个弥散相变.此外,通过阻抗分析,不仅表征了BSBT陶瓷的晶界电阻,还由此算出陶瓷样品的活化能和电导活化能.极化原理表明BSBT陶瓷的高温弛豫与氧空位引起离子的跳跃有关.而对于样品的高温介电异常,此处认为是一种介电弛豫行为,主要由弛豫强度变化所致.     

Ba_(0.98)Bi_(0.02)(Ti_(0.9)Zr_(0.1))_(1-x)Co_xO_3陶瓷的介电性能及弛豫特性研究

采用固相反应法通过施受主共掺的方式制备Ba0.98Bi0.02(Ti0.9Zr0.1)1-xCoxO3(x=0.005,0.01,0.015,0.02)陶瓷,通过XRD和LCR表征样品的相结构和介电性能。结果表明:在所掺杂溶度范围内,陶瓷样品未出现第二相;x=0.02时样品仅表现出弥散相变铁电体的特征,晶体中缺陷偶极子以[Bi·Ba-Co'Ti/Zr]为主,晶体中缺陷偶极子的存在形式与介电弛豫程度相关;样品结晶化学特性说明B位离子键价与其介电常数存在反比例关系。     

锂盐助烧0.68Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.32PbTiO3陶瓷的介电性能

采用铌铁矿预产物合成法制备了锂盐（Li2CO3,LiNO3,LiF）助烧0.68 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.32 PbTiO3 [PMN-PT] 弛豫铁电陶瓷。采用XRD分析陶瓷相组成,并对其介电性能进行了测试,结果表明：所有陶瓷样品均为纯钙钛矿相,无任何其它杂相出现;添加Li2CO3和LiNO3使PMN-PT陶瓷的介电损耗降低,而介电常数峰宽、介电弛豫特性以及居里点等变化不明显;但添加LiF使PMN-PT陶瓷的介电损耗增大,介电常数峰变宽,介电弛豫更明显,以及居里点下降。极化后锂盐助烧PMN-PT陶瓷的介电常数和损耗峰均表现为双峰,第一个峰为三方铁电相-四方铁电相的相变峰,约80 ℃左右;第二个峰为四方铁电相-顺电相的相变峰,对添加LiF的试样约为130 ℃,其余试样约为150 ℃。这主要是由于添加Li2CO3和LiNO3试样只发生Li＋在PMNT的B位置换产生氧空位,而添加LiF试样可以通过F－取代反应产生铅空位来补偿Li＋取代产生的氧空位。