Y掺杂Ca_(1-x)Y_(2x/3)Cu_3Ti_4O_(12)陶瓷的制备及其介电性能研究

采用固相反应法制备了Y掺杂的CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)陶瓷,研究了Y掺杂量对Ca_(1-x)Y_(2x/3)Cu_3Ti_4O_(12)(x=O%,1%,3%,5%)陶瓷的物相结构、微观形貌和介电性能影响,对Y掺杂影响CCTO陶瓷介电性能的机理进行了分析。结果表明:Y掺杂量在1~5 mol%时对CCTO陶瓷的相结构基本无影响;然而,当Y掺杂量达到3 mol%时,CCTO陶瓷的晶粒长大被明显抑制。Y掺杂量为1~3 mol%时,不仅可以提高CCTO陶瓷的介电常数,而且可以同步降低其介电损耗,从而有助于CCTO陶瓷的综合介电性能的提升。     

Mg2+和Sr2+掺杂对CaCu3Ti4O12陶瓷微观结构与介电性能的影响

采用固相反应法分别制备了Mg2+及Sr2+掺杂的Ca1-xMgxCu3Ti4O12和Ca1-xSrxCu3Ti4O12(x=0、0.1、0.2)陶瓷,利用XRD和SEM分别对陶瓷的物相结构和微观形貌进行了分析,并对其介电性能进行了测试.结果表明,Mg2+的掺杂易引起CaCu3Ti4O12(CCTO)化学计量比的偏失,同时陶瓷的致密化程度受到影响,介电常数也显著降低.而Sr2+的掺杂不仅对CCTO陶瓷物相结构影响不大,而且可以促进陶瓷晶粒的长大,并有效降低了CCTO陶瓷的烧结温度.当Sr2+掺杂量为0.2、测试频率在1 k-2.5kHz时,介电常数为104左右,介电损耗在0.05-0.1之间,介电综合性能比纯CCTO陶瓷有所提高.     

富含CuO的CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷显微结构和介电性能的研究

CaCu3Ti4O12陶瓷具有巨介电性,有助于电容器、存储器等电子器件向高性能化和尺寸微型化的进一步发展。研究了富含CuO对CaCu3Ti4O12陶瓷的显微结构和介电性能的影响,结果表明:富含CuO可促进CaCu3Ti4O12陶瓷晶粒的长大和提高均匀性,富含CuO有利于增加CaCu3Ti4O12陶瓷的介电性能的稳定性,且介电性能的稳定性跟陶瓷晶粒的均匀性有着一定的关系。     

锑锰掺杂对Pb_(0.80)Ca_(0.20)TiO_3陶瓷显微结构及性能的影响

以Ca CO3、Sb2O3、Pb3O4、Ti O2、Mn CO3为原料,采用传统固相法制备Pb0.80Ca0.20Ti O3陶瓷,研究了掺入2%~10%(摩尔分数)的Sb2/3Mn1/3对Pb0.80Ca0.20Ti O3陶瓷显微结构、电阻率、介电性能、热释电性能的影响。结果表明:当Sb2/3Mn1/3掺杂量≤5%时为单一钙钛矿相,晶粒随掺杂量的增大而减小,致密性逐渐变好。当Sb2/3Mn1/3掺杂量5%时,陶瓷为钙钛矿和焦绿石两相混合物,致密性和晶粒均匀性变差。加入Sb2/3Mn1/3后,陶瓷电阻率数量级由108增加到1012,介电损耗大幅降低,热释电系数增大,探测率优值Fd显著提高。在Sb2/3Mn1/3掺杂量为5%时,获得了高电阻率、综合热释电性能良好、晶粒尺寸小的热释电陶瓷材料。     

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。     

MgTiO3-Bi4Ti3O12微波介质陶瓷的制备及性能研究

采用传统固相法制备了Bi4Ti3O12掺杂的MgTiO3陶瓷,研究了其对MgTiO3陶瓷烧结特性及微波介电性能的影响。通过测试分析发现,Bi4Ti3O12不仅可以显著降低陶瓷的烧结温度,同时还可以大大提高其介电常数,当Bi4Ti3O12/MgTiO3摩尔比为0.02时,MgTiO3-0.02Bi4Ti3O12陶瓷的最佳烧结温度为1 150℃,介电常数为31.99。     

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。     

La/Nb掺杂对Bi_4Ti_3O_(12)薄膜铁电性能和疲劳特性的影响

采用溶胶–凝胶工艺(sol–gel)在Pt/Ti/SiO2/p-Si衬底上分别制备Bi4–xLaxTi3O12和Bi4Ti3–yNbyO12铁电薄膜,研究La/Nb掺杂对Bi4Ti3O12薄膜铁电性能和疲劳特性的影响。结果表明:La/Nb掺杂均能有效改善Bi4Ti3O12薄膜的铁电性能和疲劳特性。当La摩尔(下同)掺量在0.5～0.75时,La掺杂对Bi4Ti3O12薄膜的性能改善作用最好,而且在明显提高薄膜铁电性能的同时,对薄膜疲劳特性的改善更加显著,薄膜经1010极化反转后,其剩余极化强度(Pr)仅下降5.1%。Nb掺杂对提高薄膜铁电性能的作用更加明显,Nb掺量为0.06时,Bi4Ti3–yNbyO12薄膜的Pr高达18.7μC/cm2,但Nb掺量不宜过多,当Nb掺量超过0.06以后,薄膜的铁电性能和疲劳特性均反而有所下降。     

低温烧结Mg_4Nb_2O_9-0.75wt%V_2O_5-1.5wt%Li_2CO_3微波介质陶瓷及其性能研究

采用高能球磨法制备陶瓷,研究了0.75wt%V2O5和1.5wt%Li2CO3共掺杂对Mg4Nb2O9陶瓷的烧结性能和微波介电性能的影响。实验结果表明0.75wt%V2O5和1.5wt%Li2CO3共掺杂有助于Mg4Nb2O9陶瓷在烧结过程中形成液相,促进低温致密化烧结,进而降低陶瓷的烧结温度。900℃烧结Mg4Nb2O9陶瓷,结构致密、组织均匀,平均粒径0.75μm,εr=12.58,Q×f=5539 GHz。随烧结温度升高,晶粒长大,密度升高,εr和Q×f值增大。微波介电性能表征表明Mg4Nb2O9-0.75wt%V2O5-1.5wt%Li2CO3陶瓷在950℃下低温烧结,获得εr=13.07,Q×f=10858GHz的亚微米级陶瓷,其优良的微波介电性能使其有望成为新一代低温烧结低介高频微波介质基板材料。     

(1-x)Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3-xKSbO3压电陶瓷的制备及性能研究

采用传统固相法制备了新型(1-x)Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5Ti O3-xKSbO3无铅压电陶瓷,利用XRD、SEM等测试技术表征了该陶瓷的晶体结构、表面形貌、压电和介电性能。研究结果表明,在所研究的组成范围内陶瓷材料均能形成纯的钙钛矿固溶体。在室温下,当KSb O3的掺杂量为1%时,该体系表现出较好的介电性能:εr和tanδ分别为2 231和0.055。     

低温烧结CuO-V_2O_5-Bi_2O_3掺杂Zn_3Nb_2O_8陶瓷的微波介电性能

研究了CuO–V2O5–Bi2O3作为烧结助剂对Zn3Nb2O8陶瓷的烧结特性、微观结构、相结构及微波介电性能的影响。CuO–V2O5–Bi2O3复合掺杂可以将Zn3Nb2O8陶瓷的烧结温度从1150℃降到900℃。在900℃烧结4h的Zn3Nb2O8–0.25%(质量分数,下同)CuO–1.5%V2O5–1.5%Bi2O3陶瓷的密度达到了理论密度的98.1%,相对介电常数为18.8,品质因数与谐振频率之积为39442GHz。该体系的介电性能和陶瓷的致密度与烧结助剂的含量及烧结温度密切相关,陶瓷的致密度和相对介电常数随CuO–V2O5–Bi2O3烧结助剂含量的增加而增加,同样陶瓷的致密度和相对介电常数也随烧结温度的升高而提高。     

Nd2O3掺杂对BCZT陶瓷结构及介电性能的影响

采用固相反应法制备Ba0.92-xCa0.08Ndx(Zr0.18Ti0.815Y0.0025Mn0.0025)O3(BCZT-Nd,x=0、0.005、0.010、0.020)陶瓷,研究了Nd2O3掺杂对Ba0.92Ca0.08(Zr0.18Ti0.82)O3(BCZT)陶瓷结构及介电性能的影响。结果表明,不同含量Nd3+作为施主掺杂离子进入A位和含量均为0.25%(摩尔分数)的Mn2+和Y3+作为受主掺杂进入B位均能提高BCZT陶瓷的致密性,细化晶粒作用明显,所有样品均为单一的四方BaTiO3相结构。随Nd2O3掺杂量增加,BCZT-Nd陶瓷介电峰值温度Tm向低温方向移动,相变弥散程度增强,Nd3+含量≥0.005mol时即表现出明显的弛豫铁电体特征。     

高匹配ZnO及Nd2O3共掺杂Ba(Ti0.86Zr0.14)O3陶瓷的制备及性能表征

通过固相法制备了ZnO及Nd2O3共掺杂的Ba(Ti0.86Zr0.14)O3基(BTZ)陶瓷。经过对ZnO、Nd2O3共掺杂匹配性的研究,获得了瓷体致密性、介电性能、能源消耗量均优于使用单一掺杂剂的陶瓷。ZnO的存在能有效地促进瓷体烧结,将陶瓷的烧结温度大幅度降低至1200℃;经Nd2O3共掺杂后,瓷体的致密性趋于完善,介电常数显著提高。通过对ZnO、Nd2O3共掺杂比例的调节,二者的匹配性达到最佳状态,在低温烧结的条件下,在有效抑制晶粒异常生长的同时,得到了介电常数大幅度提高的Y5V陶瓷。     

MgTiO_3基微波介质陶瓷的制备及介电性能的研究

以分析纯的Mg O、Ti O2、Sr CO3为原料,采用固相反应法制备(1-x)Mg Ti O3-x Sr Ti O3(MST,x=0.36-0.41)系列微波介质陶瓷材料,研究添加Sr Ti O3后,体系的致密度、晶相组成、显微结构、微波介电性能之间的变化规律。结果表明,随着Sr Ti O3添加量的增加,陶瓷的相对密度、介电常数、都呈增加趋势,Sr Ti O3的加入量为41mol%,此时形成的MST陶瓷具有最优的介电性能,最优的致密度。     

CaCu3Ti4O12多孔陶瓷的介电性能

采用固相烧结法在较低温度(＜1000℃)制备了CaCu3 Ti4 O12 (CCTO)多孔陶瓷.研究了淀粉对CCTO陶瓷的气孔率、显微结构、介电性能的影响.随淀粉含量的增加,CCTO陶瓷的气孔率从32.4％大幅度上升到淀粉含量为5％和10％时的41.3％和48.6％;阻抗明显增大,介电常数和介电损耗明显降低.通过这些结构和性能的变化,分析讨论了CCTO的巨介电机理.     

Na2xCa1-xBi4Ti4O15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Na 1掺杂的CaBi4Ti4O(15CBT)铋系层状钙态矿无铅介电陶瓷。利用XRD、SEM和宽频LCR数字电桥分析了掺杂量、烧结温度等因素对CBT陶瓷晶相、微观形貌及介电性能的影响。研究表明,采用860℃预烧,保温3小时,1150℃终烧,保温1h的烧结工艺,Na2xCa1-xBi4Ti4O15(x=8mol%)的介电陶瓷致密性好、结晶性好,具有良好的介电性能。     

A位掺杂Bi_4Ti_3O_(12)薄膜的制备及铁电性能研究

采用溶胶-凝胶法制A位掺杂Bi4Ti3O12(BTO)的铁电薄膜Bi3.25La0.75Ti3O12(BLT)、Bi3.15Nd0.85Ti3O12(BNT)及Bi3.15(La0.5Nd0.5)0.85Ti3O12(BLNT);XRD结果表明制备的薄膜具有(117)和(00l)的混合取向;在10V电压下,BLT、BLNT和BNT薄膜的Pr分别为13.14μC/cm2、20.65μC/cm2和21.23μC/cm2;FE-SEM显示BNT薄膜表面光滑致密,颗粒均匀,薄膜厚度约为300nm。     

(1-x)Na0.5Bi4.5Ti4O15-xBaTiO3高温铋层状陶瓷的结构与性能研究

采用固相法制备(1-x) N0.5Bi4.5Ti4O15-xBaTiO3 (NBT-BT,x=0,0.05,0.10,0.20,0.30,0.40)高温铋层状压电陶瓷材料.用X射线衍射(XRD)、SEM扫描电镜(SEM),介电和阻抗温谱等测试方法研究了BaTiO3掺杂量对Na0.5Bi4.5Ti4O15陶瓷晶体结构和电...     

掺杂ZnO-B2O3低温烧结BiNbO4介质陶瓷的研究

研究了烧结助剂ZnO-B2O3对BiNbO4陶瓷烧结特性及介电性能的影响.结果表明ZnO-B2O3形成晶界玻璃相存在于晶粒之间,促进烧结,大幅度降低BiNbO4陶瓷的烧结温度,促使瓷体晶粒尺寸均匀和致密;但ZB的质量分数大于3%,阻碍晶粒长大,破坏晶体结构和排列,导致材料的缺陷和本征损耗增加,从而降低材料的介电性能.ZnO-B2O3的掺杂量以1%为最佳,在880℃保温4h,可达到97%理论密度,在100MHz测试频率下,εr=42,tanδ＜1.5×10-3.     

La_2O_3掺杂(Bi_(0.5)Na_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)TiO_3陶瓷的介电和压电性能的研究

用固相反应法制备La2O3掺杂的铁电陶瓷(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3(BNBT6)。X射线衍射曲线表明掺杂0-0.6wt%La2O3的BNBT6为钙钛结构。研究了La2O3掺杂对BNBT6陶瓷介电性能和压电性能的影响。结果表明La2O3掺杂量为0.3wt%的BNBT6陶瓷综合性能最佳,其中介电常数为1981.4,介电损耗为0.0625和压电常数为145pc/N。SEM图象表明La2O3掺杂提高了陶瓷的致密度。