Y系掺杂的TiO2压敏陶瓷性能研究

通过在TiO2压敏陶瓷制备过程中引入Y系作为受主掺杂,讨论了以Y取代Bi受主掺杂对双功能TiO2压敏陶瓷性能的影响.实验结果表明:以Y系掺杂的Ti-Nb基压敏陶瓷可获得较好的低的压敏电压与高的电容双功能特性.其中,以Y+Cu为受主掺杂剂,SiO2为烧结助剂的配方,在1300℃温度下烧结,获得压敏电压V1mA＝9.4V/mm,非线性系数α＝4.8,介电常数ε＝21300,介电损耗tanδ＝0.09较优异的压敏介电性能.同时Y系掺杂也避免了掺杂Bi的高温挥发性.     

V2O5掺杂ZnO-Bi2O3-CO2O3-MnCO3-TiO2低压压敏陶瓷的微结构和电性能

采用固相反应法制备V2O5掺杂的ZnO–Bi2O3–Co2O3–MnCO3–TiO2（ZBCMT）低压压敏陶瓷。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、压敏电阻直流参数仪和阻抗分析仪研究了V2O5掺杂对ZBCMT陶瓷微结构、压敏性能、电场强度–电流密度特性和介电性能的影响。结果表明：掺摩尔分数为0.010%的V2O5时,ZBC...     

TiO2压敏陶瓷的研究

本文研究了Nb2O5和Sb2O3施主掺杂对TiO2瓷的半导化和电客一压敏复合功能特性的影响。施主掺杂的最佳量是0．5mol％。结果表明，Nb2O5掺染能较大的降低TiO2瓷的电阻率和提高其介吃常数。掺杂Nb2O5或Sb2O3的TiO2瓷，均呈现优升的吃工一屯流的非域性失系，具有较低的初始电压，低的泄漏屯流和校大的非线性系数。     

溶胶–凝胶法制备(Na0.50+xK0.50-2xLix)Nb0.9Ta0.1O3无铅压电陶瓷及其性能

采用溶胶–凝胶法制备Li+取代(K0.5Na0.5)+及Ta5+取代Nb5+的(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷粉体,采用无压烧结工艺制备(Na0.50+xK0.50–2xLix)Nb0.9Ta0.1O3(x=0,0.02,0.04)陶瓷样品。研究了前驱体煅烧温度对陶瓷粉体物相组成的影响。分析了不同Li+掺杂量对样品物相组成、微观结构、体积密度及电学性能的影响。结果表明:前驱体的最佳煅烧温度为600℃,通过透射电子显微镜分析陶瓷粉体的粒径为49 nm;不同Li+掺杂量制备的(Na0.50+xK0.50–2xLix)Nb0.9Ta0.1O3陶瓷样品均为正交相钙钛矿结构;随着Li+掺杂量的增加,(Na0.50+xK0.50–2xLix)Nb0.9Ta0.1O3陶瓷的体积密度先增大后减小,介电常数逐渐升高,压电常数先降低再升高,剩余极化强度逐渐升高。Li+掺杂量x为0.04时样品的压电常数(d33=94 pC/N)、相对介电常数(εr=684.33)及剩余极化强度(Pr=98.27μC/cm2)较好。     

掺杂TiO_2制备低压ZnO压敏陶瓷

主要研究了晶粒助长剂TiO2、烧成条件等对ZnO低压压敏陶瓷电性能的影响。结果表明:TiO2的掺入能显著促进晶粒生长,降低压敏电压V1mA,但掺入量超过一定值后一方面会生成阻止晶粒继续生长的晶界反应层,促使压敏电压又有所升高,另一方面会生成钛酸铋立方相而引起富铋晶界相含量的减少,导致非线性特性下降。提高烧成温度可以促进晶粒生长,降低压敏电压,但温度过高时由于铋的挥发加剧,利用提高烧成温度降低压敏电压会引起非线性特性和漏流等性能的劣化。     

掺杂Fe2O3对氧化锌压敏陶瓷压敏特性的影响

本文研究了分别掺杂微量Fe2O3杂质对ZnO压敏陶瓷的压敏特性的影响。研究结果表明:随Fe2O3掺杂量的增加,ZnO压敏陶瓷的压敏电压V1 mA和非线性系数先下降,后升高,最小值出现在Fe2O3摩尔掺杂量为1.00%;并从理论上详细地探讨了产生这些影响的原因。     

Mg4Nb2O9/CaTiO3复合介质陶瓷的结构和介电性能

以1.7%(质量分数)V2O5为烧结助剂,采用传统固相反应法制备了(1-x)Mg4Nb2O9 xCaTiO3[(1-x)MN-xCT]颗粒复合微波介质陶瓷.研究了陶瓷的微观结构和微波介电性能.结果表明:当0.5≤x≤0.7时,经1 150℃烧结5 h制备的(1-x)MN-xCT样品仍为Mg4Nb2O9和CaTiO3相,没有生成其它新相,在不同相之间存在元素扩散.当x从0.3增加到0.7,样品的相对介电常数(εr)和谐振频率(f)温度系数(τf)随x值的增加而增大,而品质因数(Q)却随x增大而降低.当x=0.5,1 150℃烧结5h后,获得的0.5Mg4Nb2O9/0.5CaTiO3 1.7%V2O5微波介质陶瓷的εr=20,Qf=48000 GHz(f=8 GHz),τf=12×10-6/℃.     

P2O5-BaO-Nb2O5三元系统玻璃的形成及性能的研究

研究P2O5－BaO-Nb2O5三元系统的玻璃形成区,给出了该三元系统玻璃形成范围。结果发现该系统在网络形成体P2O5的摩尔分数仅为20％,Nb2O5的摩尔分数为30％,BaO的摩尔分数为50％的成分点仍成玻璃。讨论了Nb2O5在系数中的作用以及部分玻璃的着色问题。熔制了BaO的摩尔分数恒定为50％的（50－x)P2O5-xNb2O5-50BaO(x=0,1,10,25,30)和Nb2O5的摩尔分数恒定为10％的yP2O5-10Nb2O5-(90-y)BaO(y=40,50,60,70)玻璃。测定了其折射率、Abbe数、非线性折射率、转变温度、析晶温度、熔化温度、氧原子摩尔体积及密度和组成之间的关系,并从红外吸收光谱的结果初步探讨该玻璃结构。认为在该系统中Nb2O5的作用介于网络形成体和中间体之间。玻璃着色的原因是Nb^5 被还原。     

添加TiO2对Mg4Nb2O9陶瓷的结构与性能的影响

Mg4Nb2O9具有与α-Al2O3相同的刚玉型晶体结构,可望成为新一代高Q、低ε基板材料.然而,该材料却具有很大的负谐振频率温度系数(τf=-7.05×10-5/℃),期望通过添加TiO2(τf=4.50×10-4/℃)以达到调整的目的.适量的添加TiO2将Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度降低了约100℃,并增强了陶瓷的性能,微波介电性能与其密度呈线性关系.由于添加的TiO2与Mg5Nb4O15反应形成了(Ng,Ti)5(Nb,Ti)4O15第二相,使得TiO2对该陶瓷τf值的调整作用不显著.1300℃、5h烧结添加质量分数为2.5%的TiO2的Mg4Nb2O9陶瓷具有最佳的性能:εr=13.61,Q·f=196620GHz,τf=-5.04×10-5/℃.     

(1-y)Ca1-xLa2x/3TiO3-yCa(Mg1/3Nb2/3)O3复合微波介质陶瓷的研究

采用固相合成法制备了 ( 1-y)Ca1 -xLa2x/ 3 TiO3 -yCa(Mg1 / 3 Nb2 / 3 )O3 系列微波介质陶瓷材料 ,研究了复合系统的微波介电性能、烧结性能和微观结构。研究结果表明 :在y =0 .4～ 0 .6范围内 ,体系形成了单一的钙钛矿结构 ;当复合体系组成 0 .5Ca0 .6La0 .2 67TiO3 -0 .5Ca(Mg1 / 3 Nb2 / 3 )O3 时 ,在 14 0 0℃下烧结保温 4小时所得到材料的微波介电性能最佳 ;εf=5 5 ,Q×f =45 0 0 0GHz( 7.6GHz下 ) ,τf=0 .0 4ppm/℃。     

P2O5含量对Al2O3-SiO2-P2O5系统玻璃结构和析晶性能的影响

采用高温熔融冷淬法制备Al2O3-SiO2-P2O(5ASP)系统玻璃,用原位晶化法获得了磷酸盐微晶玻璃;用IR、DSC、XRD、SEM等测试方法表征了玻璃结构及析晶性能,讨论了P2O5含量对ASP玻璃结构和析晶性能的影响。结果表明:P2O5含量在35～50%能形成稳定的ASP玻璃。在磷含量较低时,玻璃结构中的P5 主要以不含P=O双键的[PO4]四面体形式存在,P2O5含量较高时,结构中的P-O-键削弱,P=O双键加强,P5 部分以含P=O双键的[PO4]四面体形式存在。随着P2O5含量的增加,玻璃稳定性变差,析晶趋势增强;晶化后的玻璃以AlPO4为主晶相,同时含有少量的Al(PO)3晶相,当晶化温度由650℃升高到800℃时,晶相含量增加并出现YPO4晶相。     

Ga_2O_3和P_2O_5掺入对碲钡锶铌系玻璃Raman性能的影响

研究了在TeO_2-BaCO_3-SrCO_3-Nb_2O_5(TBSN)玻璃体系中单独引入P_2O_5(TBSN-P)或同时引入P_2O_5和Ga_2O_3对TBSN玻璃的Raman散射和热稳定性的影响。结果表明:TBSN-P体系中,相对Raman散射截面随P_2O_5含量的增加逐渐减小,Raman增益带宽则显著增加;在TBSN-10Ga-P[(7-x)TeO_2-5BaO-5SrO-5Nb_2O_5-10Ga_2O_3-xP_2O_5(x=0,4,8,12,16,20,摩尔比,下同)]与TBSN-16P-Ga-[(69-y)TeO_2-5BaO-5SrO-5Nb_2O_5-16P_2O_5-yGa_2O_3(y=0,2,4,6,8,10)]系列中,Ga_2O_3的存在使得350～1250 cm~(-1)的整体谱形更加平坦,但Raman增益带宽和相对Raman散射截面均有所下降。计算了各玻璃样品的Raman增益系数和增益带宽,发现TBSN-4P玻璃具有最大的Raman增益系数(8.70×10~(-12)m/W),TBSN-24P玻璃具有最大Raman增益带宽(621 cm~(-1)),分别为熔石英玻璃的45倍和2.95倍。对玻璃的热稳定性研究表明,在TBSN-P体系中,P_2O_5的引入可以使玻璃的热稳定性能显著提高,而在Ga_2O_3与P_2O_5同时被引入时,Ga_2O_3含量的增加会导致玻璃的热稳定性变差。     

CHLORINATION KINETICS OF Nb2O5

The reaction of single sintered pellets of α-Nb₂O₅ with chlorine and carbon monoxide was studied in the temperature range from 773 K to 1073 K using a thermogravimetric apparatus. The rate controlling step of the reaction was determined from experiments carried out at variable gas flow rates, gas composition, surface geometry, pellet porosity and temperature. The vapor phase transport reaction can be written as:

Nb₂O₅(s) + 3Cl₂ (g) + 3CO(g) = 2NbOCl₃ (g) + 3CO₂(g).

Up to 60% conversion, the amount of volatilized product was found to be directly proportional to the time of reaction. The external surface area of the pellets remains unchanged up to this stage while the intergranular morphology changes.

These results were compared with reaction rates of commercial pyrochlore concentrate in order to establish the fundamental reaction stages of the process of extraction of Nb₂O₅ from pyrochlore.     

V2O5含量对MoO3-V2O5复合添加NiCuZn铁氧体性能的影响

用传统陶瓷工艺制备了(Ni.016Cu0.2Zn0.64O)1.02(Fe2O3)0.98铁氧体材料,研究了MoO3-V2O5复合添加对烧结特性和磁性能的影响.结果表明,复合添加MoO3-V2O5能促进样品致密化,提高起始磁导率,并能降低功耗.当MoO3为0.15wt%、V2O5为0.15wt%时,930℃烧结起始磁导率(μ＞800)、功耗(305kW/m3)、密度(5.12g/cm3)都达到较大值.其值比同样配方只掺杂MoO3的NiCuZn材料明显提高.     

含Nb2O5和La2O3系统玻璃形成区

用新的玻璃形成区探索方法研究了Ｌａ２Ｏ３的质量分数分别为１％,５％,１０％时含Ｎｂ２Ｏ５,Ｌａ２Ｏ３系统玻璃的形成区（玻璃生成体分别为Ｐ２Ｏ５,ＳｉＯ２,Ｂ２Ｏ３,ＴｅＯ２＋ＧｅＯ２,修饰体为ＢａＯ,ＺｎＯ）,这些系统可作为激光激活离子Ｎｄ＾３＋,Ｙｂ＾３＋,Ｈｏ＾３＋,Ｔｍ＾３＋,Ｅｒ＾３＋等掺杂的理想基质。     

Y2O3掺杂对Al2O3-SiO2-P2O5系统玻璃结构和析晶性能的影响

采用高温熔融冷淬法制备了Al2O3-SiO2-P2O5（ASP）系统玻璃,用原位晶化法获得了磷酸盐微晶玻璃;用IR、DSC、XRD、SEM等测试方法表征了玻璃结构及析晶性能,讨论了稀土Y2O3掺杂对ASP玻璃结构和析晶性能的影响。结果表明：Y2O3处于ASP的玻璃结构空隙中,起网络修饰体的作用,并未改变玻璃的基本结构,但Y^3＋离子会加强玻璃中P-O^-键的伸缩振动。当Y2O3的掺杂量少于1．5wt％时,随着Y2O3含量的增加,玻璃的稳定性增强,析晶活化能升高;引入量为1．5wt％时,玻璃的稳定性最好,析晶活化能最大,玻璃不易析晶;掺杂量多于1．5wt％时,稳定性开始下降,析晶活化能降低。少量Y2O3掺杂并未改变玻璃析出的晶相种类,析出的主晶相仍为AlPO4,次晶相为Mg3（CO4）2,但玻璃中加入适量的Y2O3会减少次晶相Mg3（PO4）2的析出量。     

CuO和V2O5掺杂对ZnNb2O6陶瓷介电性能的影响

采用传统的固相反应法制备了CuO和V2O5掺杂的ZnNb2O6介质陶瓷.通过X射线衍射,扫描电镜以及电感-电容-电阻测试仪等测试手段对其烧结特性,晶体结构,微观形貌和介电性能进行研究.结果表明:CuO和V2O5掺杂能降低ZnNb2O6陶瓷的烧结温度,影响相结构,改变微观形貌并优化介电性能.掺杂质量分数为0.25%CuO和0.25%V2O5的ZnNb2O6陶瓷样品在1 025℃烧结后,在100 MHz下具有较好的综合介电性能:介电常数εr=35,介电损耗tanδ=0.000 21,频率温度系数τf=-44.41×10-6/℃.     

SiO2-MgO-Al2O3-K2O-V2O5-F系玻璃陶瓷的析晶

通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等技术研究了SiO2-MgO-Al2O3-K2O-V2O5-F系玻璃陶瓷析晶。结果表明:V2O5引入到玻璃体后促进了玻璃在较低温度下析出晶体。在800℃等温析晶时,首先在玻璃试样中析出莫来石相,随着温度的提高,逐渐析出云母晶体。当在630℃低温退火后再加热到析晶温度时,材料的组织形态和晶体所占的体积百分数都发生较大的变化。在800℃,莫来石相由星状转变为粒状,而在1000℃时,云母晶体的交错度和纵横比都有较大幅度地提高。     

CaO-P2O5-MgO-SiO2-F系可切削生物微晶玻璃的制备

以CaO-P2O5-SiO2玻璃系统为基础成分，添加适量的F^-,Mg^2 等离子，经过适当的热处理，制备出了含有氟磷灰石的氟金云母相的可切削生物活性微晶玻璃，用差热分析（DTA），扫描电镜（SEM），X射线衍射（XRD）等对该微晶玻璃的显微结构及主晶相的种类进行了研究，并对材料的可切削性及强度进行了测定.实验结果表明，该材料具有较高的抗弯强度和优良的可切削性，其平均抗弯强度为202MPa;该材料在15s内的钻削深度为2．1mm。