(1-x)Mg_2TiO_4-xSrTiO_3陶瓷的物相组成、显微结构以及微波介电性能

采用固相反应法制备了(1-x)Mg_2TiO_4-xSrTiO_3(w(x)=4%,6%,8%,10%)微波介质陶瓷,研究了不同SrTiO_3添加量以及烧结温度对该陶瓷体系的物相组成、显微结构以及微波介电性能的影响。XRD分析结果表明,所有陶瓷样品为两相共存,没有第二相的存在。SrTiO_3的添加能够促进Mg2TiO4陶瓷的烧结,同时陶瓷在1 375~1 425℃范围内均表现出较高的致密度。当x=0.08,烧结温度为1 400℃,保温4h时,陶瓷具有优良的微波介电性能,εr=17.1,Q×f=65 130GHz,τf=-9.8ppm/℃。     

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.     

BaTiO_3-Bi(Ni_(2/3)Nb_(1/3))O_3弛豫铁电陶瓷结构、介电与储能性能研究

采用固相法制备(1-x)BaTiO_3-xBi(Ni_(2/3)Nb_(1/3))O_3(x=3,5,7,10,15,20mol%)(简称BTBNN)弛豫铁电陶瓷,研究了BTBNN陶瓷的结构、介电性能和铁电性能.研究结果表明,Bi(Ni2/3Nb1/3)O3(简称BNN)可以有效降低BaTiO3陶瓷的烧结温度.XRD表明BTBNN陶瓷的晶体结构随BNN含量的增加从四方相转变为伪立方的钙钛矿结构.介电温谱结果表明BTBNN陶瓷表现出弛豫铁电陶瓷的特征,最大介电常数εm随BNN含量增加逐渐减小,而最大介电常数对应的温度Tm呈现先减小后增加的趋势.当x=20mol%时,BTBNN陶瓷获得250kV/cm的击穿电场和2.03J/cm3的可释放能量密度.     

新型Ruddlesden-Popper相Sr_3Sn_2O_7陶瓷铁电体

为了寻求新的混合非常规铁电体,采用固相法合成了具有Ruddlesden-Popper结构的Sr3Sn2O7陶瓷,并研究了该材料的介电与铁电性能.通过X射线衍射分析检测Sr3Sn2O7的相组成,采用扫描电镜与能谱分析仪分析Sr3Sn2O7陶瓷的微观形貌与元素含量,采用不同频率下的介电温谱测量和电滞回线测量对样品的介电与铁电性能进行表征.结果显示,制备的Sr3Sn2O7陶瓷为单一正交相结构,其晶胞参数a=2.062 72 nm,b=0.572 49 nm,c=0.570 03 nm,样品在不同频率下测得的介电温谱在132℃存在一个明显的介电峰,同时其电滞回线显示明显的室温铁电性,居里温度约为132℃.     

Sr_(1-x)(YK)_(0.25x)Ba_(0.5x)Bi_4Ti_4O_(15)陶瓷的制备及其介电性研究

为研究铋层状钙钛矿结构(Aurivillius相)铁电陶瓷居里温度(Tc)及介电性能,采用传统固相反应法在1 100℃烧结5 h制备了不同价态元素K~+、Ba~(2+)、Y~(3+)协同置换A位Sr元素的Sr_(1-x)(YK)_(0.25x)Ba_(0.5x)Bi_4Ti_4O_(15)陶瓷,利用X射线衍射仪表征不同置换量陶瓷的物相,结果表明制备的陶瓷均为Aurivillius相,无杂相产生。采用精密阻抗分析仪测量了陶瓷在不同频率下的介电温谱,结果表明,所有陶瓷样品均表现出铁电相变,随替换量增多,陶瓷的居里温度T_c由518.2℃降低到514.5℃,T_c处的介电常数极大值由2 350下降到2 000。研究结果表明,表征结构失稳性的容忍因子参数对Sr_(1-x)(YK)_(0.25x)Ba_(0.5x)Bi_4Ti_4O_(15)陶瓷铁电相变有重要影响。     

0.6 Cax Sr1-x TiO3-0.4 LaAlO3(x=0.6～0.9)微波介电陶瓷的微观结构及介电性能研究

采用固相反应法制备0.6Ca_xSr_(1-x)TiO_3-0.4LaAlO_3(x=0.6～0.9)微波介质陶瓷,通过DSC确定了Ca_xSr_(1-x)TiO_3(x=0.6～0.9)和LaAlO_3的预烧温度,结果表明在1 150℃保温4 h可得到纯Ca_xSr_(1-x)TiO_3相,在1 250℃保温4 h可得到纯LaAlO_3相,将Ca_xSr_(1-x)TiO_3与LaAlO_3按化学计量式0.6Ca_xSr_(1-x)TiO_3-0.4LaAlO_3(x=0.6～0.9)称料并二次球磨,在1 400℃、1 450℃、1 500℃下进行煅烧。通过XRD、白光干涉仪和矢量网络分析仪研究了四组陶瓷样品的微观组织形貌和介电性能,其结果显示:当0.6Ca_xSr_(1-x)TiO_3-0.4LaAlO_3(x=0.90)时,烧结温度为1 450℃并保温4 h可以制备出烧结致密,结构均一的单相陶瓷样品,并展示出优异的介电性能;ε_r=40,Q×f=25 295 GHz,τ_f=16 ppm/℃。     

(Sr_(1-3x/2)La_x)TiO_3(x=0.2～0.5)陶瓷的显微组织结构及微波介电性能研究

通过固相反应法制备(Sr_(1-3x/2)La_x) TiO_3(x=0.2～0.5)复合体系微波介质陶瓷,并对其显微组织结构、晶体结构及微波介电性能进行研究。XRD结果表明(Sr_(1-3x/2)La_x) TiO_3系微波介质陶瓷为六方晶系钙钛矿结构。显微组织结构表明陶瓷的晶粒尺寸随着烧结温度的提高而增大,气孔呈现先减少后增多的趋势,并且陶瓷的晶界在高温过烧时出现晶界明显扩张的现象。介电性能结果表明陶瓷的密度、介电常数和品质因数均随烧结温度的提高先增大后减小,谐振频率温度系数和热膨胀系数则呈现与之相反的变化趋势,同时除密度在1 450℃下取得最值外其余各检测值均在1500℃下取得最值。在烧结温度为1 500℃时,(Sr_(0.55)La_(0.3)) TiO_3陶瓷具有致密的结构、清晰明显的晶界、气孔数量较少,平均晶粒尺寸为14.24μm,此时(Sr_(0.55)La_(0.3)) TiO_3陶瓷具有优良的介电性能:Q×f=8960.43GHz,ε_r=60.54,τ_f=16 ppm/℃。     

铈掺杂钛酸铋陶瓷铁电与介电性质研究

采用固相烧结工艺制备了铈(Ce)元素掺杂钛酸铋(Bi4Ti3O12)材料构成Bi4Ti3-xCexO12(x=0,0.015,0.03,0.06)铁电陶瓷材料并研究其介电以及铁电性质.晶格常数随着掺杂浓度的变化,意味着Ce4+/Ce3+对A位和B位的掺杂,明显提高了钛酸铋铁电陶瓷剩余极化强度,并且Bi4Ti3-xCexO12铁电陶瓷的介电损耗随温度的变化比一般的B位等电价离子取代的情形更加平缓.     

CBS掺杂CLST微波介质陶瓷低温烧结研究

研究了以Ca0.3(Li1/2Sm1/2)0.7Ti O3(CLST)为基料,CaO-B2O3-Si O2(CBS)复合氧化物为烧结助剂的微波介质陶瓷的低温烧结行为及微波介电特性。研究表明,添加5%~20%CBS复合氧化物的CLST陶瓷烧结后其晶相仍呈斜方钙钛矿结构。随着CBS添加量的增加,陶瓷体积密度、介电常数εr、无载品质因数与谐振频率乘积Qf值,谐振频率温度系数τf都呈先增加后降低的趋势。添加10%CBS的CLST陶瓷可在1 000℃保温5 h烧结,此时,陶瓷具有良好的微波介电性能:εr=80.21,Qf=2 128 GHz,τf=35.88×10-6/℃。     

PFW—PZT压电陶瓷性能的研究

用传统固相法制备了PbZrO3-PbTiO3-Pb(Fe2/3)O3(简称PZT-PFW)三元系压电陶瓷.研究了不同含量的Pb(Fe2/3)O3(简称PFW)对PZT-PFW陶瓷的相结构、密度、介电性能和压电性能的影响.另外,还研究了烧结温度对陶瓷电性能的影响.结果表明,PFW的加入可以降低PZT的烧结温度.当加入4.5 mol%Pb(Fe2/3)O3并在1100℃下烧结时,材料具有良好的综合电性能:d33=381pC/N,Kp=0.58,Qm=1025,tanδ=0.015,εr=1323.     

CaF_2掺杂对α-BZN陶瓷结构与介电性能的影响

采用固相反应法制备Bi1.5-xCaxZnNb1.5O7-yFy（0.00≤x≤0.20,以下简称BZN-x）陶瓷样品,研究了Ca2＋、F-共掺杂对BZN-x陶瓷烧结特性、微观结构和介电性能的影响。结果表明：BZN-x陶瓷样品的最佳烧结温度为1 020℃,CaF2在α-BZN中的固溶度是0.05,伴随着CaF2掺杂量的增加,介电常数逐渐减小,而介电损耗先减小然后又微弱增加（测试频率为1 MHz时）。通过介电损耗、电阻率的变化确认了CaF2掺入α-BZN后的缺陷补偿方式,同时也证实随着掺杂量的增加,介电常数峰值温度向低温移动与缺陷补偿方式有关。     

助烧剂对(Zr_(0.8)S_(0.2))TiO_4晶相与介电性能的影响

采用传统的固相反应法制备(Zr0.8S0.2)TiO4陶瓷样品,研究不同含量ZnO、Fe2O3、NiO对(Zr0.8S0.2)TiO4材料的晶相、显微结构与介电性能的影响。结果表明:上述添加剂可以降低(Zr0.8S0.2)TiO4陶瓷的烧结温度,当助烧剂ZnO、Fe2O3、NiO的质量分数分别为0.5%、0.5%、0.2%时,烧结温度为1 350℃时已烧结成瓷,没有气孔,致密性好,具有α-PbO2型结构(Zr0.8Sn0.2)TiO4相;随着烧结温度的升高,陶瓷样品出现过烧,介电常数εr由1 300℃的39.833 4下降到1 400℃的26.298 4,介质损耗tanδ在10-3数量级。     

（0.82-x）Bi0.5Na0.82Ti O3-0.18Bi0.5K0.18TiO3-xBiFeO3（x=0.01-0.07）无铅压电陶瓷的制备及其电学性能的研究

采用传统的固相烧结法于1120℃烧结2 h得到（0.82-x）Bi0.5Na0.82Ti O3-0.18Bi0.5K0.18TiO3-xBiFeO3（x=0.01-0.07）无铅压电陶瓷,并对该体系陶瓷的微观结构和电学性能进行了研究。结果表明,BiFeO3的引入量x为0.01-0.07时,样品均为具有MPB准同型相界（三方相和四方相共存）的钙钛矿结构。BiFeO3的引入使陶瓷的晶粒度略有增加;当x=0.03时,样品达到最大致密度。为97.7%;陶瓷的压电常数d33随BiFeO3的引入而降低。陶瓷的相对介电常数εr和居里温度随BiFeO3的引入而明显增大,在x=0.03时达到最大值。     

CaF2掺杂对α-BZN陶瓷结构与介电性能的影响

采用固相反应法制备Bi1.5-xCaxZnNb1.5O7-yFy(0.00≤x≤0.20,以下简称BZN-x)陶瓷样品,研究了Ca2+、F-共掺杂对BZN-x陶瓷烧结特性、微观结构和介电性能的影响。结果表明:BZN-x陶瓷样品的最佳烧结温度为1 020℃,CaF2在α-BZN中的固溶度是0.05,伴随着CaF2掺杂量的增加,介电常数逐渐减小,而介电损耗先减小然后又微弱增加(测试频率为1 MHz时)。通过介电损耗、电阻率的变化确认了CaF2掺入α-BZN后的缺陷补偿方式,同时也证实随着掺杂量的增加,介电常数峰值温度向低温移动与缺陷补偿方式有关。     

(Na_(0.5)K_(0.5))NbO_3基无铅压电陶瓷压电常数的研究

针对目前无铅压电陶瓷的压电常数d33偏小的情况,采用传统的烧结方法制备了(Na0.5K0.5)NbO3基无铅压电陶瓷(Na0.5K0.45Li0.05)Nb0.95-xSbxTa0.05O3(x=0.03,0.06,0.09,0.12),研究了在Li和Ta含量固定的情况下,Sb元素的添加量和烧结温度对陶瓷的压电常数的影响.研究结果表明,适量Sb元素的掺杂可以大幅度提高陶瓷的压电常数d33,陶瓷样品的压电常数d33随着Sb含量的增加先增大后减小.烧结温度可以影响陶瓷的密度,进而影响其压电常数.在1130℃的最佳烧结温度下,Sb含量x=0.09时,陶瓷样品表现出最佳的压电性能,压电常数d33=328 pC/N.     

SCNN无铅压电陶瓷的制备和特性研究

为制备高性能的无铅压电陶瓷,在传统工艺下,制备了Ca_xSr_(2-x)NaNb_5O_(15)陶瓷各组分的样品,研究了压电介电性能随组分的变化.结果表明:在x=0.14附近Ca_xSr_(2-x)NaNb_5O_(15)材料具有较好的压电和介电性能.该材料有2个相变点,一个接近280℃,另一个在-20℃附近,具有明显的介电弛豫现象.X射线衍射和Raman光谱实验表明该材料是四方钨青铜结构,Ca~(2+)替代Sr~(2+)引起了晶格畸变,从而导致物理性能的提高.电镜扫描照片显示瓷体致密.     

BNT无铅压电陶瓷体系的设计及制备工艺研究

本文采用传统陶瓷工艺,制备得到Bi0.5（Na1-x-yKxLiy）0.5TiO（3简称BNKLT）无铅压电陶瓷,运用X射线衍射、扫描电子显微镜对其进行了分析表征;通过压电、介电性能的对比,讨论了烧结温度对BNKLT陶瓷的影响;运用热分析及X射线衍射等手段,确定了粉体的热处理温度,并讨论了烧结温度对BNKLT陶瓷性能的影响;通过最终所得陶瓷的性能对比,确定制备的较优工艺参数。     

中温烧结Mg_4Nb_2O_9-CaTiO_3陶瓷相结构的研究

采用传统固态反应方法制备了(1-x)Mg4Nb2O9+xCaTiO3[(1-x)MN-xCT]复合陶瓷。探讨了烧结温度、组分x对Mg4Nb2O9/CaTiO3复合材料相结构的影响。通过XRD和EDS进行物相分析。实验结果表明:V2O5添加能够有效降低Mg4Nb2O9/CaTiO3陶瓷的烧结温度;(1-x)MN-xCT复相的形成主要取决于烧结温度和x的含量。1150℃烧结、0.5≤x≤0.7范围内,形成了Mg4Nb2O9/CaTiO3复相,无新相生成,但元素在不同相之间发生了扩散。     

(1-x)Ca_5Zn_4(VO_4)_6-xCa_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3陶瓷微波介电性能研究

采用传统固相法制备(1-x)Ca5Zn4(VO4)6-xCa0.8Sr0.2TiO3(0.5≤x≤0.8)系陶瓷,并研究其烧结特性、晶相组成、显微组织和微波介电性能变化规律。用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析陶瓷的晶相组成和显微组织,采用闭腔法测量其微波介电性能。研究表明,随着Ca0.8Sr0.2TiO3含量增加,陶瓷的εr和τf值逐渐增大,而Q×f值逐渐减小。875℃/5h烧结0.3Ca5Zn4(VO4)6-0.7Ca0.8Sr0.2TiO3名义陶瓷具有最佳微波介电性能,即εr=13.5,Q×f=12 800GHz,τf=3ppm/℃。     

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。