(1-x)(Bi1/2Na1/2)0.900Ba0.088Sr0.012TiO3-x(Bi1/2K1/2)TiO3无铅压电陶瓷的电学和力学性能

利用常规烧结方法制备出了多种A位离子掺杂的钛酸铋纳[(Bi1/2Na1/2)TiO3,BNT]无铅压电陶瓷.对BNT基陶瓷的电学性能和力学性能进行了研究.在(1-x)(Bi1/2Na1/2)0.900Ba0.088Sr0.012TiO3-x(Bi1/2K1/2)TiO3(x=0-0.14)陶瓷体系中,当x=0.10时,可获得最大压电常数(168pC/N).在1 kHz,这种陶瓷的介电常数、介电损耗和平面机电耦合系数分别为1 221,0.0361和0.2281.Curie温度随x的增加先增加,当x=0.12时,达到最高值(300℃),随后,当x值进一步增加,Curie温度降低.该种无铅压电陶瓷的Vickers硬度和断裂韧性分别为5.0GPa和2.0MP·m1/2,均高于Pb(Zr,Ti)O3陶瓷.     

B2O3-Li2O掺杂低温烧结Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷的介电性能

采用传统陶瓷制备工艺,通过B2O3-Li2O的有效掺杂,低温液相烧结制备了Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)陶瓷,并对其介电性能进行了研究.X射线衍射分析和介电性能测试结果表明:适量B2O3-Li2O掺杂的BST陶瓷,经97S℃烧结4h,所得样品的主晶相为钙钛矿结构,未出现明显的杂相;随B2O3-Li2O掺杂量的增加,BST陶瓷材料的介电常数减小,Curie峰变得弥散宽化,介电损耗则与未掺杂BST陶瓷的保持一致,即在0.003以下:适量B2O3-Li2O的掺杂对BST陶瓷材料的Curie温度和介电调制性能影响不大.     

不同方式引入BZB制备低温烧结的Ba2Ti9O20陶瓷

以BaCO3和TiO2粉末为原料,采用传统固相反应法制备Ba2Ti9O20陶瓷.以BiCl3、Zn(NO3)2 、H3BO3溶液为前驱液,通过液相法引入Bi2O3-ZnO-B2O3(BZB)助烧剂以降低Ba2Ti9O20陶瓷的烧结温度代替直接混合Ba2Ti9O20和BZB粉末.结果表明,液相法引入0.3 mol/L BZB溶液,1150 ℃烧结3 h所得Ba2Ti9O20陶瓷介电性能最佳(εr=37,Qf=23485 GHz),优越于固相混合法所得最佳介电性能(εr=34, Qf=16985 GHz).     

无铅压电陶瓷的电学和力学性能(英文)

利用常规烧结方法制备出了多种A位离子掺杂的钛酸铋纳[(Bi1/2Na1/2)TiO3,BNT]无铅压电陶瓷。对BNT基陶瓷的电学性能和力学性能进行了研究。在(1-x)(Bi1/2Na1/2)0.900Ba0.088Sr0.012TiO3-x(Bi1/2K1/2)TiO3(x=0-0.14)陶瓷体系中,当x=0.10时,可获得最大压电常数(168 pC/N)。在1 kHz,这种陶瓷的介电常数、介电损耗和平面机电耦合系数分别为1 221,0.036 1和0.228 1。Curie温度随x的增加先增加,当x=0.12时,达到最高值(300℃),随后,当x值进一步增加,Curie温度降低。该种无铅压电陶瓷的Vickers硬度和断裂韧性分别为5.0 GPa和2.0 MPa.m1/2,均高于Pb(Zr,Ti)O3陶瓷。     

Bi_4B_2O_9对(Ca_(0.2)Sr_(0.05)Li_(0.375)Sm_(0.375_)TiO_3陶瓷烧结和微波介电性能的影响

采用传统固相法制备(Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375)TiO3钙钛矿微波介质陶瓷,研究了Bi4B2O9对(Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375)TiO3陶瓷微波介电性能的影响,利用X射线衍射仪、扫瞄电子显微镜和矢量网络分析仪对其晶体结构、显微组织和微波介电性能进行了研究。结果表明:掺10%Bi4B2O9的(Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375)TiO3陶瓷,其烧结温度由1 300℃降至1 080℃。当添加3.5%Bi4B2O9时,其最佳烧结温度为1 150℃,陶瓷的微波介电性能最佳(相对介电常数εr=116.9;品质因数Q×f=3 500GHz;频率温度系数τf=1.2×10-6/℃)。     

Bi4B2O9对(Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375</sub>TiO3陶瓷烧结和微波介电性能的影响

采用传统固相法制备(Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375)TiO3钙钛矿微波介质陶瓷,研究了Bi4B2O9对(Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375)TiO3陶瓷微波介电性能的影响,利用X射线衍射仪、扫瞄电子显微镜和矢量网络分析仪对其晶体结构、显微组织和微波介电性能进行了研究。结果表明:掺10%Bi4B2O9的(Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375)TiO3陶瓷,其烧结温度由1 300℃降至1 080℃。当添加3.5%Bi4B2O9时,其最佳烧结温度为1 150℃,陶瓷的微波介电性能最佳(相对介电常数εr=116.9;品质因数Q×f=3 500GHz;频率温度系数τf=1.2×10-6/℃)。     

B_2O_3-CuO复相掺杂对Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3陶瓷低温烧结及性能的影响

采用溶胶凝胶法制备了B2O3-CuO复相掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)的陶瓷样品。通过差热分析(DTA)研究了纯Ba0.6Sr0.4TiO3干凝胶煅烧过程中的反应过程;利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了B2O3-CuO复相掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷的物相组成和微观结构;探讨了掺杂2%6B2O3-4CuO对Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷致密度和烧结温度的影响。最后利用TH2818型自动元件分析仪系统地分析了掺杂不同配比、不同含量B2O3-CuO对Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷材料介电性能的影响,得到了B2O3-CuO复相掺杂影响其性能的规律,即随着B2O3-CuO加入量的增加材料的介电常数和介电损耗开始增大随后减少。     

铋层状化合物Sr0.3Ba0.7Bi4-xLaxTi4O15陶瓷材料的介电性能

采用固相烧结工艺制备了铋层状化合物Sr0．3Ba0.7Bi4-xLaxTi4O15铁电陶瓷。X射线衍射证实：La含量很大的范围内(x=0～1)均形成了层状钙钛矿结构固熔体。Sr0.3Ba0.7Bi3.25La0.75Ti4O15粉料在低温下难以烧结,随着烧结温度的提高,Sr0．3Ba0.7Bi4-xLaxTi4O15陶瓷密度增加的同时,产生焦绿石相,但La的加入在一定程度上抑制焦绿石相的形成．Sr0．3Ba0.7Bi4-xLaxTi4O15陶瓷的介电常数峰在10kHz时较宽,在100Hz时,介电常数峰被随温度升高而逐渐增大的介电常数所“屏蔽”,材料损耗角正切随温度升高而增大,在低频下增加得更快。     

(Ba1-xSrx)(Mg1/3 Ta2/3)O3微波陶瓷介电性能研究

Ba(Mg1/3Ta2/3)O3(简称BMT)陶瓷是A(B′1/3B″2/3)O3(A=Ba,Sr;B′=Zn,Mg;B″=Nb,Ta)型复合钙钛矿化合物中的一种,A位由Sr离子取代Ba离子,形成(Ba1-xSrx)(Mg1/3Ta2/3)O3(简称BSMT)固溶体型化合物,也具有复合钙钛矿结构。Sr含量x≥0．6时发生相转变,形成一种新的低温相,这是由于氧八面体畸变造成的。这种低温相结构与BMT六方晶系结构相比具有较低的对称性。低温相的形成．可显著降低BSMT陶瓷的烧结温度．在150℃即可烧结致密(BMT为160℃)。BSMT的微观结构和介电性能(如介电常数ε和介电常数温度系数aε)的变化也与此相转变有关。     

Li2Zn3(1-x)Ca3xTi4O12微波陶瓷介电性能研究

本文以Li2CO3,ZnO,CaCO3,TiO2为原料,采用固相反应法制备了Li2Zn3(1-x)Ca3xTi4O12(x=0,0.05,0.1,0.15)陶瓷,并研究了CaTiO3固溶量对其显微结构和微波介电性能的影响.结果表明:Li2Zn3Ti4O12晶相中固溶CaTiO3相,晶胞参数会增大;少量CaTiO3相固溶于Li2Zn3Ti4O12陶瓷后,提高了Li2Zn3Ti4012陶瓷的烧结温度及其介电常数,但降低了其品质因素,可增大其温频系数.在1100℃/2 h烧结条件下,Li2Zn2.7Ca0.3Ti4O12陶瓷微波介电性能达到:εr=24,Q×f=50000 GHz,Tf=-25×10-6/℃.     

(Zn1/3/Nb2/3)4+复合离子改性对BNBST陶瓷电储能特性影响研究

采用固相法制备了(Bi0.5Na0.5)0.65(Ba0.3Sr0.7)0.35[(Zn1/3/Nb2/3)xTi1-x]O3(BNBST-ZN100x,x=0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10)陶瓷,研究了不同含量(Zn1/3/Nb2/3)4+复合离子对陶瓷相结构,显微形貌,介电及电储能特性的影响.结...     

PbO-SiO2玻璃对Ba0.4Sr0.6TiO3陶瓷致密度和介电性能的影响

为了制备耐高压、高储能密度陶瓷电容器,研究了不同PbO-SiO2(PS)玻璃添加量对Ba0.4Sr0.6TiO3陶瓷致密度和介电性能的影响。结果表明:PS玻璃能有效降低Ba0.4Sr0.6TiO3陶瓷的烧结温度,细化晶粒,提高样品的致密度。添加适量PS玻璃改善了Ba0.4Sr0.6TiO3陶瓷的介电性能。添加质量分数为1%PS玻璃的Ba0.4Sr0.6TiO3陶瓷在1100℃烧结致密,相对密度达到98.3%,平均击穿场强达到15.4kV/mm,相对于纯Ba0.4Sr0.6TiO3陶瓷的提高了1.5倍,1kHz的室温相对介电常数达到1179,介电损耗为6×10-4。     

Bi3NbZrO9掺杂对BST电容器陶瓷介电性能的影响

采用传统固相烧结法,利用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法系统研究了Bi3NbZrO9掺杂量对(Ba,Sr) TiO3(barium strontium titanate,BST)基电容器陶瓷介电性能和微观结构的影响.结果表明:Bi3NbZrO9掺杂没有改变BST陶瓷主晶相,随着掺杂量的增加会出现一些杂相.Bi3NbZrO9掺杂BST陶瓷具有小的介质损耗值,对材料居里峰的移动和展宽效应明显.Bi3NbZrO9掺杂量为lwt％时,烧结温度为1280℃,BST陶瓷具有较佳的介电性能:介电常数(εr) =2325,介质损耗(tanδ)=0.0048,耐压强度(Eb) =7.8 kV/mm(AC),-30 ～ 85℃温度范围内,容温变化率(△C/C)为-12.9％～ 14.3％.     

CuO包覆制备低温烧结的Ba_2Ti_9O_(20)微波介质陶瓷（英文）

以BaCO3和TiO2粉末进行固相反应来合成Ba2Ti9O20主晶相,分别以液相包覆法和固相混合法引入助烧剂CuO来降低Ba2Ti9O20的烧结温度。研究了CuO对Ba2Ti9O20陶瓷的烧结和介电性能的影响。结果表明,液相包覆CuO后,Ba2Ti9O20陶瓷的烧结温度从1400℃降至1200℃。CuSO4溶液的浓度为0.32 mol/L,1200℃烧结4 h所制得Ba2Ti9O20陶瓷的介电性能良好:εr=43,tanδ=0.005,τf=-7 ppm/℃(1 MHz)。     

不同组成LBC熔块对CSLST微波介质陶瓷低温烧结的影响

采用添加质量分数为12.5％的Li2CO3-B2O3-CuO(LBC)熔块对(Ca0.9375 Sr0.0625)0.3(Li0.5 Sm0.5)0.7 TiO3(CSLST)微波介质陶瓷进行低温烧结.系统的研究了LBC熔块的组成(质量比M(B2O3-CuO)∶M(Li2CO3) (MBc∶MLi) =2.5-20∶1)对CSLST陶瓷的晶体结构、烧结特性、润湿行为及微波介电性能的影响.结果表明:添加不同组成的LBC熔块后材料中均产生了杂相.熔块能有效的降低CSLST陶瓷的烧结温度至900℃.当MBc∶ MLi =10∶1熔块对陶瓷基体的润湿最为理想.添加12.5％组成为MBc∶ MLi=10∶1的LBC熔块CSLST陶瓷在900℃下保温5h可以完全烧结,并获得最佳的微波介电性能:εr,=77.7,Q×f=1845 GHz,Τf=21.35×10-6/℃.     

专利信息

高性能低温烧结高频电介质陶瓷 本发明在电子陶瓷及其制造领域公开了一种高性能低温烧结陶瓷的配方系统Bi3x-yLayZn2-2x-mAmNb2-x-nBnO7,其中,A=K1+,Li1+,Ba2+,Ca2+,Sr2+,Cu2+,B=Mn4+,Ti4+,Ta5+,V5+,W6+,0.4≤x≤0.67,0≤y≤0.5,0≤m≤0.2,0≤n≤0.5。这一系统陶瓷材料具有晶体结构和相组成简单,介电常数高,     

Bi掺杂(Ba,Sr,Ca)TiO3陶瓷的结构及介电和铁电性能

采用固相反应技术制备了铋掺杂(Ba1-xCax)0.925Bi0.05TiO3(x=0.10,Bi-BCT)和(Ba1-xSrx/2Cax/2)0.925Bi0.05TiO3(Bi-BCST)(x=0.10,Bi-BSCT)铁电陶瓷,研究了样品的结构、介电和铁电性能。结果表明:在Bi-BCT陶瓷中存在一种弥散的老化效应,点缺陷引起的可逆畴翻转机制能够合理地解释Bi-BCT陶瓷中异常的双电滞回线,这种机制有望进一步解释Bi-BSCT陶瓷中异常的介电行为。     

Bi_2O_3掺杂对PBSZT压电-铁电陶瓷结构和特性的影响

采用扎膜工艺和固相反应法制备了Bi2O3掺杂的(Pb0.70Ba0.26Sr0.04)(Zr0.52Ti0.48)O3–xBi2O3(Bi–PBSZT,x=0,0.1%(质量分数,下同),0.3%,0.5%,0.8%,1.0%)压电–铁电陶瓷。通过扫描电镜和X射线衍射表征Bi–PBSZT陶瓷的结构和物相组成,并对其弯曲强度(σb)、相对介电常数(εr)和横向压电应变常数(d31)进行了检测和分析。结果表明:适量Bi2O3(x=0～0.3%)掺杂可使Bi–PBSZT陶瓷晶粒细化,致密度提高,σb增大;陶瓷的εr和d31下降。当Bi2O3掺杂量为0.3%时,Bi–PBSZT陶瓷的性能得到优化,σb为175.21MPa,εr为5520,d31为518×10–12m/V。     

Sr掺杂BNT-BT压电陶瓷结构与性能研究

采用传统的电子陶瓷制备工艺制备了一系列0.93Bi0.5Na0.5TiO3-0.07(Ba1-xSrx)TiO3(简写为BNBST100x;x=0.02,0.04,0.06,0.08,0.10)陶瓷,研究了陶瓷的结构、介电、压电性能变化特征.XRD分析表明,陶瓷样品均形成了单一的钙钛矿结构固溶体.陶瓷的介电、压电性能受Sr含量的影响显著.所有陶瓷样品表现出弥散相变特征.BNBST陶瓷的压电常数随着Sr含量的增加表现出先增大后减少的趋势.同时,当Sr含量为4 mol%时,压电常数(d33达到最大,分别为139.8 pC/N.     

(Bi_(1/2)Na_(1/2))TiO_3BaTiO_3系无铅压电陶瓷工艺的研究

详细探讨了在制备(Bi1/2Na1/2)TiO3 BaTiO3(abbr.BNBT)系无铅压电陶瓷的过程中,合成条件Ty和烧结温度Ts对材料压电介电性能的影响,确定了较好的制备BNBT系压电陶瓷的工艺条件,并且系统地研究了(1-x)·(Bi1/2Na1/2)TiO3 xBaTiO3(x=0 02、0 04、0 06、0 08、0 10)的性能。XRD结构分析发现系统的相界在x=0 06,此时d33等压电介电性能参数达到最佳值。