BGSPTx系高温压电陶瓷的结构及性能

把BiGaO3作为第三组元引入BiScO3-PbTiO3(BS-PT)体系,用氧化物合成法制备了0.155BiGaO3-(0.845-x)BiScO3-xPbTiO3(BGSPTx,x为0.54~0.58)压电陶瓷。XRD分析表明,BGSPTx具有钙钛矿结构,但同时存在微量的富铋相。三方–四方准同型相界(MPB)位于x为0.56附近。在MPB附近,BGSPTx陶瓷的d33,kp和Pr都达到最大值,分别为180pC/N,30%和18.5×10–6C/cm2。εr-t特性曲线测试表明,陶瓷在MPB附近居里温度tC高达494℃。     

BiFeO_3改性BPCTZ低铅陶瓷介电和压电性能

采用固相合成法制备了(1-x)(Ba0.89Pb0.1Ca0.01)(Ti0.99Zr0.01)O3-xBiFeO3(BPCTZ-BF,0≤x≤0.01)压电陶瓷,研究了BiFeO3对BPCTZ陶瓷晶体结构,介电和压电性能的影响。XRD结果表明Bi3+和Fe3+均进入BPCTZ晶格中,形成了具有纯钙钛矿结构的固溶体。随着BiFeO3含量的增加,居里温度(tC)向高温方向移动,当BiFeO3含量为x=0.004时,陶瓷样品的居里温度达到最大值178℃。在x=0.002时,该体系陶瓷具有最佳的压电性能:压电常数d33=144 pC/N,平面机电耦合系数k P=0.242,机械品质因数Qm=184。     

BSYPTx压电陶瓷的结构与压电性能研究

采用传统固相反应法,制备了(1-x)(0.96BiScO3-0.04BiYbO3)-xPbTiO3(0.58≤x≤0.66,BSYPTx)压电陶瓷.XRD图谱分析表明,BSYPTx具有钙钛矿结构,BSYPTx陶瓷四方相到三方相的转变区域存在于x=0.64附近,即是该体系的准同型相界(MPB).在相界附近, BSYPTx陶瓷具有较优良的压电性能:压电常数d33≈426 pC/N,机电耦合系数kp=0.52;介温曲线显示,BSYPTx陶瓷相界附近的居里温度TC=430 ℃.Yb3+的引入提高了BSPT陶瓷的电滞回线的矩形度,最大的剩余极化强度Pr=43 μC/cm2.     

(Na_(0.5)K_(0.5-x)Li_x)NbO_3高温无铅压电陶瓷性能研究

为降低成本,采用传统电子陶瓷工艺制备了(Na0.5K0.5–xLix)NbO3(x=0.057～0.066)无铅压电陶瓷。Li取代K可以明显提高样品的居里温度(tC),x=0.066时样品的tC高达510℃,比纯(Na0.5K0.5)NbO3陶瓷高70℃左右。x=0.064时样品的d33高达212pC/N,kp为45.7%。x=0.063～0.066时样品的tanδ均低于0.020。特别是,x=0.066的样品经450℃退火24h,d33仍高达125pC/N。实验表明,(Na0.500K0.434Li0.066)NbO3是高性能的高温无铅压电陶瓷。     

PNiTa-PZT三元系压电陶瓷性能

采用传统陶瓷工艺制备了0.02Pb(Ni1/3Ta2/3)O3+0.98Pb(ZrxTi1–x)O3(x=0.50~0.55,PNiTa-PZT)三元系压电陶瓷,研究了n(Zr)/n(Ti)变化对陶瓷性能的影响。结果表明:随其比值的变化,陶瓷样品均为钙钛矿结构,且对陶瓷显微结构影响不大;当n(Zr)/n(Ti)为52/48时,陶瓷具有较优的压电、介电性能:kp为0.583,d33为266pC/N,tC为394℃,tanδ为0.0055,ε3T3/ε0为1297。其中tC比目前文献报道的PZT基压电材料高30~50℃,有望在高温压电陶瓷领域获得应用。     

(Sr_(0.5)Ba_(0.5))_(1.9)Ca_(0.1)NaNb_(5–x)TaxO_(15)陶瓷的介电性能

通过Ta掺杂改性钨青铜陶瓷(Sr0.5Ba0.5)1.9Ca0.1NaNb5–xTaxO15(x=0～0.30),分析了Ta掺杂量对其烧结性能、微观结构及介电性能的影响。陶瓷的烧结温度随x的增大略有提高。当x<0.10时,陶瓷的tC和弛豫性变化不大;当x≥0.10时,tm(1kHz)明显降低,从270℃(x=0)降低至231℃(x=0.30)。且tm随频率增加向高温移动,弛豫性明显增强。认为Ta掺杂引起其性能变化是由于Ta—O键与Nb—O键键能的差异,导致陶瓷氧八面体中心离子位移量以及A位离子有序程度的变化所致。     

BT-BKT无铅压电陶瓷的性能研究

通过在BaTiO3(BT)中加入不同含量的Bi0.5K0.5TiO3(BKT),研究了(1–x)BT-xBKT系无铅压电陶瓷的性能特征。经1200℃空气气氛2～4h烧结的陶瓷形成了钙钛矿结构固溶体单一相。陶瓷的介电、压电、铁电性质受BKT含量的影响显著。随着BKT的加入,陶瓷表现出一定的弛豫型铁电体特征。当x为0.20时,陶瓷具有较小的tanδ,并且介电性能稳定。tC及EC随BKT添加量的增加而增大。当x为0.20时,陶瓷的tC达182℃,d33达到63pC/N;x为0.10时,Pr达最大值9.4×10–6C/cm2。     

高介电(1–x)Ca_(0.7)Nd_(0.2)TiO_(3-x)Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3陶瓷微波介电特性

采用固相反应法制备了具有钙钛矿结构的(1–x)Ca_(0.7)Nd_(0.2)TiO_(3-x)Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3(0.05≤x≤0.5)陶瓷,并对其烧结行为、相组成、显微结构及微波介电性能进行了研究。结果表明:随着(Ba0.4Sr0.6)2+含量的增加,(1–x)Ca_(0.7)Nd_(0.2)TiO_(3-x)Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3(0.05≤x≤0.5)陶瓷的品质因数(Q·f)及谐振频率温度系数(τf)单调递减,而相对介电常数(εr)先升后小幅降低。当x=0.2,且烧结温度为1 450℃时,该介质陶瓷的微波介电性能为:εr=151.3,Q·f=5 900 GHz,τf=399.4×10–6/℃。与CaTiO_3(εr=160,Q·f=6 800 GHz,τf=850×10–6/℃)相比,Q·f和εr略微降低,τf有较大程度的减少,故此陶瓷体系有望替代CaTiO_3成为新一类高介电性微波陶瓷。     

Sr_(1-x)Ba_xBi_4Ti_4O_(15)铁电陶瓷性能研究

采用传统固相反应法制备了Sr1–xBaxBi4Ti4O15(x=0～1.0)铁电陶瓷,研究了Ba取代量对其烧结性能和介电性能的影响。结果表明,适量Ba取代促使陶瓷样品烧结温度由1240℃降至1130℃左右,tanδ降至20×10–4,体积电阻率ρv提高一个数量级,同时居里峰显著展宽,居里温度tC下降。当x=0.7时,在1130℃烧结6h获得的陶瓷样品综合介电性能较好:εr≈150,tanδ=53×10–4,ρv=1.7×109Ω·m,tC≈430℃。     

BF-PT-BZT三元系高温压电陶瓷的介电压电温度稳定性

采用传统固相反应法制备0.54BiFeO₃-0.33PbTiO₃-0.13Ba(Zr_xTi_1-x)O₃(BF-0.33PT-0.13Ba(Zr_xTi_1-x),0.4≤x≤0.8)三元系压电陶瓷,研究了Zr含量(x)对陶瓷的微观结构以及介电、铁电和压电性能的影响。X线衍射(XRD)结果表明,BF-0.33PT-0.13Ba(Zr_xTi_1-x)三元系陶瓷为单一钙钛矿结构,当0.4≤x≤0.7时,陶瓷相结构为三方-四方相共存;当x=0.8时,陶瓷为三方相结构。扫描电子显微镜(SEM)结果表明,随着Zr含量的增加,陶瓷晶粒尺寸逐渐增加。在25～400℃时,陶瓷的压电常数d₃₃的波动小于±6%。当x=0.7时,BF-0.33PT-0.13Ba(Zr_xTi_1-x)具有最优异的综合性能,其介电常数ε_r、居里温度T     

BiCrO_3掺杂Na_(0.5)K_(0.5)NbO_3压电陶瓷的制备与性能

采用传统固相合成法制备了BiCrO3掺杂Na0.5K0.5NbO3无铅压电陶瓷。借助XRD、SEM等手段对该陶瓷的显微结构与电性能进行了研究。结果表明,当BiCrO3掺杂量为0.2%～1.0%(摩尔分数),样品均为ABO3型钙钛矿结构。当BiCrO3掺杂量为0.4%(摩尔分数)时,所得陶瓷样品具有最优综合电性能,其压电常数d33、机电耦合系数kp、机械品质因素Qm、斜方–四方相变温度tO-T和居里温度tC分别为138pC/N,0.32,30,175℃和410℃。     

工艺条件对KNNT陶瓷性能的影响

采用传统固相反应法制备了(K0.5Na0.5)(Nb0.7Ta0.3)O3(KNNT)无铅压电陶瓷。通过XRD、SEM分析方法分别研究了预烧后粉体和烧结后样品的晶体结构和微观形貌,以及预烧、烧结条件对样品性能的影响。结果表明,预烧后的粉体和烧结后的样品的晶体结构分别为四方相和斜方相;在860～920℃预烧,选择合适的烧结温度均可获得性能优异的陶瓷样品。较佳工艺条件为900℃预烧、1180℃烧结,样品d33可达到205pC/N,kp、k33分别为45.9%、60.5%。     

Na掺杂Bi_2O_3-ZnO-Nb_2O_5基陶瓷的性能

采用固相反应法制备了(Bi2–xNax)(Zn1/3Nb2/3)O7陶瓷,研究了Na+替代Bi3+对Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7基陶瓷烧结性能、显微结构和介电性能的影响。替代后样品的烧结温度从960℃降至约880℃;当替代量x≤0.20时,相结构保持单一的单斜焦绿石相,随替代量进一步增加出现立方相;温度为–30～+130℃,替代后样品出现明显的介电弛豫现象,弛豫过程中的激活能约为0.40eV。用缺陷偶极子和晶格畸变对Na掺杂Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7基陶瓷的介电弛豫现象作出简要解释。     

Li~+替代Bi~(3+)对BZN陶瓷介电性能的影响

采用固相反应法制备了Bi2-xLix(Zn1/3Nb2/3)O7陶瓷,研究了Li+部分替代Bi3+对陶瓷相结构和介电性能的影响。结果表明:当替代量0相似文献   

SrFe_xSn_(1-x)O_(3-δ)陶瓷材料的微观结构和NTC特性

采用传统固相反应法,制备了一种新型NTC热敏陶瓷SrFexSn1-xO3-δ(0.2≤x≤0.5)。研究了该陶瓷体系样品的相组成、微观结构以及电性能。结果表明:所有样品均为纯钙钛矿相,并且呈现典型的NTC特性;随着Fe含量的升高,SrFexSn1-xO3-δ陶瓷样品的室温电阻率急剧降低,其B25/85和激活能则呈现温和降低的趋势。当0.2≤x≤0.5时,陶瓷样品的室温电阻率,B25/85以及激活能分别处于(518.00～3.56)×103Ω·cm、4912～3793K和0.424～0.327eV。     

掺钇(Ba,Sr,Ca)TiO_3纳米粉体及细晶陶瓷的制备与性能

采用sol-gel法制备了Y3+掺杂Ba0.90Sr0.08Ca0.02TiO3(BSCT)纳米粉体及细晶陶瓷。通过TG-DTG、XRD、SEM和TEM对样品结构及形貌进行了表征,并测试了陶瓷的介电性能。研究表明,Y3+掺杂BSCT纳米粉体主要为立方相BaTiO3,烧结后陶瓷晶粒尺寸在0.68~2.24μm可控,Y3+掺杂可以抑制陶瓷晶粒的生长,使陶瓷的tC向低温方向移动。随Y3+掺杂量的增大,陶瓷的介电温谱εr-t趋于平缓,当x(Y3+)为7.0%时,陶瓷的室温εr大幅度提高到9 176。     

Cu/Mo共掺K_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3陶瓷材料的PTC特性

采用以聚乙烯醇为聚合剂的湿化学方法合成制备了K0.5Bi0.5(Ti1–2xCuxMox)O3(x=0.01,0.06)陶瓷材料。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、电阻–温度测试和交流阻抗谱分析对材料的微观组织和热敏特性进行了表征。结果表明:Cu/Mo共掺的K0.5Bi0.5TiO3陶瓷具有钙钛矿结构,并呈现明显的PTC效应;K0.5Bi0.5(Ti0.88Cu0.06Mo0.06)O3陶瓷的居里点为155℃,室温电阻为1 454,升阻比为2.62个数量级。材料的PTC效应主要来源于晶界电阻效应,遵循Heywang模型。     

烧结温度对富钛CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷电学性能的影响

采用固相反应法在不同烧结温度(1080～1160℃)下制备了CaCu3Ti4+xO12(x=0,0.01,0.03和0.05)陶瓷,研究了烧结温度对富钛陶瓷相结构和电学性能的影响。结果表明:1080～1140℃烧结的样品均为单一的CaCu3Ti4O12相。1120℃和1140℃烧结样品的相对密度相近,约95%,在50Hz～10MHz,介电频谱中均出现tanδ峰,且从1120℃的105Hz变化到1140℃的103Hz处。运用内部阻挡层电容模型和Maxwell-Wagner模型可以解释该现象。     

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。     

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。