Y_2O_3-BaTiO_3-ZnO陶瓷的制备及其性能的研究

笔者采用传统的固相反应法,制备了掺入Y_2O_3的BaTiO_3-ZnO陶瓷,通过对所制备陶瓷样品的结构、常温介电、压电、铁电性能的分析发现:(1)与未掺入Y_2O_3的BaTiO_3-ZnO陶瓷相比,Y_2O_3的掺入减小了BaTiO_3-ZnO陶瓷的径向收缩率、密度和晶胞体积,同时使材料的晶系结构由立方相转变为四方相结构,Y~(3+)进入BaTiO_3-ZnO陶瓷晶格中并与之形成了固溶体;(2)Y_2O_3的掺入可以提高样品的矫顽场(Ec),但对材料压电系数变化不大,介电常数总体在减小,当未掺入Y_2O_3时,样品的介电常数最大(ε′=2577),样品的介电损耗最小(tanδ=0.0083)。     

Gd_2O_3掺杂对BaTiO_3陶瓷电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂不同量Gd2O3(分别为0 001、0 002、0 003、0 005、0 007mol mol)的BaTiO3陶瓷,并对其电性能进行了研究。结果表明:Gd2O3掺杂使BaTiO3陶瓷的电阻率明显下降,当添加量为0 002mol mol时,电阻率最小,为1 27×105Ω·m;晶粒电阻随着温度的变化,呈现NTC效应,而晶界电阻随着温度的变化,呈现PTC效应,而且晶界电阻远远大于晶粒电阻,说明Gd2O3掺杂BaTiO3陶瓷的PTC效应是一种晶界效应;Gd2O3掺杂使BaTiO3陶瓷的介电常数和介电损耗在低频时明显增大,在高频时又明显降低。     

Nb_2O_5对BaTiO_3陶瓷性能的影响

本文在100 nm BaTiO3粉体中加入0、0.2%、0.5%、1%、2%、5%Nb2O5,通过常规烧结来烧结得到致密的BaTiO3陶瓷,并对不同Nb2O5掺杂量的钛酸钡陶瓷的微观结构、密度和力学性能等方面的影响进行研究。结果表明:随着Nb2O5的加入量从0%增加到5%时,BaTiO3陶瓷的晶粒尺寸从558 nm减小到126 nm,而它的硬度和抗弯强度却从4.6 GPa和20 MPa升高到7.3 GPa和36 MPa。     

Y_2O_3掺杂对ZnO压敏陶瓷电性能的影响

采用传统的陶瓷工艺,对比研究了不同Y2O3含量对ZnO压敏电阻器的性能的影响。结果表明:掺杂Y2O3能够细化晶粒、提高ZnO压敏电阻器的电压梯度,当掺杂量为0.8%时,电位梯度达270V/mm,但样品致密度较低,电性能下降。当Y2O3含量为0.1%时,电位梯度与未掺杂Y2O3的样品相当,其致密度较高,晶粒尺寸一致,电性能最佳。     

CuO掺杂对NaNbO_3–BaTiO_3无铅压电陶瓷性能的影响

利用传统烧结法制备CuO掺杂NaNbO3–BaTiO3无铅压电陶瓷,研究不同CuO掺量(0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、1.0%和2.0%,摩尔分数)对样品显微结构、物相组成及电性能的影响。结果表明:CuO掺量对物相组成、压电性能、铁电性能及介电性能都有显著影响。当CuO掺量从0增大到0.3%时,压电性能增高;当CuO掺量超过0.3%时,压电性能明显下降。当CuO掺量为0.3%时,样品的综合性能最佳:压电常数(d33)为150pC/N,介电损耗(tanδ)为0.0174,机电耦合系数(kp)为30.19%,剩余极化强度(Pr)为13.5μC/cm2,矫顽场(Ec)为1.94kV/mm。     

双受主掺杂BaTiO_3基PTC陶瓷性能的研究

本文系统地研究了Ｆｅ~（２＋）、Ｍｎ~（４＋）复合受主掺杂和烧结工艺对ＢａＴｉＯ_３基ＰＴＣ陶瓷性能的影响, 通过不同复合受主掺杂量和不同烧结工艺,测试并整理了较大量的ＰＴＣ陶瓷材料的室温电阻及 其升阻比数据,旨在研究多受主掺杂和烧结工艺对瓷料性能的影响规律及寻找一种相应的最佳配 方和最佳烧结工艺,提高ＰＴＣ陶瓷的特性。     

Y_2O_3透明陶瓷的研究进展

Y2O3透明陶瓷具有优异的光学和热学性能,是一种有较高应用价值的功能材料,现已成为单晶的可替代材料。介绍了Y2O3透明陶瓷的研究进展,阐述了Y2O3透明陶瓷的粉体合成、坯体成型、高温烧结和机械加工的制备工艺,并分析了成型时坯体开裂的原因。     

Nb_2O_5掺杂方式对BaTiO_3基无铅PTCR陶瓷性能的影响

采用固相法制备了BaTiO3基无铅PTCR陶瓷,通过加入Na0.5Bi0.5TiO3作为移峰剂来提高居里点,同时采用不同方式引入施主掺杂剂Nb2O5来降低室温电阻率。对陶瓷的XRD物相分析、SEM微观形貌分析和PTCR性能测试,结果表明引入Nb2O5方式会对BaTiO3基陶瓷的晶胞参数、微观形貌和室温电阻率产生很大影响。随着Nb2O5摩尔浓度的增加,室温电阻率先迅速减小,然后逐渐增大,而且当Nb2O5摩尔含量为0.2mol%时,室温电阻率最小。掺入0.2mol%Nb2O5和3.0mol%Na0.5Bi0.5TiO3时,BaTiO3基陶瓷的室温电阻率为3830Ω.cm,Tc为142℃,PTC突跳幅度为3个数量级。     

Y_2O_3透明陶瓷的性能及应用概述

立方结构的Y_2O_3材料无双折射效应,有利于透明陶瓷的制备,Y_2O_3陶瓷的光学透明性范围较宽,声子能量较低,易实现稀土离子的掺杂。同时,Y_2O_3材料具有优异的物理化学性能,有利于材料的实际应用。经研究,Y_2O_3透明陶瓷在高温窗口、红外头罩、闪烁、激光等众多领域有着巨大的商业应用价值。重点介绍Y_2O_3透明陶瓷和稀土掺杂的Y_2O_3透明陶瓷的制备工艺进展,对Y_2O_3材料在高温窗口、闪烁、激光应用等领域前景做出评估。     

BCZT-xBi_2O_3无铅压电陶瓷性能的研究

选取传统高温固相反应合成法制备出Bi_2O_3掺杂的无铅压电陶瓷材料Ba_(0.85)Ca_(0.15)Zr_(0.08)Ti_(0.92)O_3-xBi_2O_3(BCZT-x Bi,x=0~0.15)。采用扫描电子显微镜、准静态压电常数测试仪等一系列检测手段,探讨了Bi_2O_3掺杂对BCZT基无铅压电陶瓷微观组织和电学性能产生的作用,从SEM图像得知,陶瓷的晶粒尺寸随着Bi_2O_3掺杂量的增多先逐渐变小后略微有所增大,XRD图谱则表明,掺杂量不等的Bi~(3+)均能够弥散进入钛酸钡晶格中,能完整固溶于BCZT陶瓷,并且材料具有典型的钙钛矿相结构。当Bi_2O_3掺杂量为0.15 mol%时,此无铅压电陶瓷材料拥有较好的介电性能,介电损耗tanδ的值仅是1.2%,介电常数ε_r的值是5100;当没有掺杂Bi_2O_3时,此陶瓷的压电性能最优,压电系数的值d_(33)=386 p C/N,机电耦合系数的值K_p=44.8%。     

Y_2O_3,Fe_2O_3掺杂(Na_(0.5)Bi_(0.5))TiO_3无铅压电陶瓷的研究

采用固相法制备了(Na0.5Bi0.5)TiO3+xmol%Y2O3+xmol%Fe2O3(0≤x≤1.25)(简称NBTYF)无铅压电陶瓷。XRD衍射结果表明,所有陶瓷样品均为单一的钙钛矿结构。SEM表明,掺杂后陶瓷的晶粒尺寸增大。介电温谱表明该体系陶瓷具有弛豫特性,随掺杂量的增加,退极化温度Td向低温方向移动,而居里温度Tc向高温方向移动。陶瓷的密度和压电常数d33和随x的增加先增大后减小,而机械品质因子Qm一直下降。当x=1.00时,该体系陶瓷具有最佳压电性能,d33=106pC/N,Qm=93,kp=16.08%,εr=594,tanδ=5.33%,ρ=5.699g/cm3。     

Y_2O_3对氧化锆陶瓷组织和性能的影响

由于氧化锆陶瓷的脆性特点限制了其自身的发展,所以研究者关注的重点在于如何提高氧化锆陶瓷韧性。氧化锆陶瓷的性能与制备工艺的各个环节息息相关,主要的制备工艺包括粉末的制备、成形和烧结等,每个环节对氧化锆陶瓷的致密度、相结构和力学性能都起着关键性的作用。为此,笔者对氧化锆陶瓷制备工艺进行了深入研究,通过髙能球磨制粉工艺获得超细的ZrO_2、Y_2O_3混合粉末,并经过常压烧结获得高性能的氧化锆陶瓷,这一研究将对超细晶粒增籾,ZrO_2、Y_2O_3机械复合增韧和烧结优化具有理论指导意义,并对氧化锆陶瓷的开发应用具有积极的推动作用。     

Dy_2O_3和La_2O_3掺杂对BaTiO_3铁电陶瓷介电特性的影响

对BaTiO3 和BaTiO3-Nb2 O5-Co2 O3 系组成进行了Dy2 O3 和La2 O3 稀土改性的研究 ,考察了该系统的介电温度特性和耐电性能 ,观察了样品的显微结构 ,讨论了Dy2 O3 和La2 O3 在改变BaTiO3 铁电温谱特性的作用 .结果表明 :Dy2 O3 和La2 O3 的掺杂效果存在差异 ,Dy2 O3掺杂明显促使BaTiO3 细晶化 ,而La2 O3 掺杂呈现出对BaTiO3 基介质材料的Curie峰更强的压峰和移峰效应 .在BaTiO3-Nb2 O5-Co2 O3-Dy2 O3 系统中可获取高介高压特性瓷料 ,其介电常数≈ 3 0 0 0 ,tgδ <1.5 % ,介电温谱符合“X7R”标准 ,击穿强度可达 7～ 8kV/mm     

Eu~(3+)掺杂Y_2O_3-Al_2O_3-SiO_2玻璃的制备与荧光性能研究

采用高温熔融法制备了Eu3+掺杂Y2O3-Al2O3-SiO2荧光玻璃,探讨了成分对该体系玻璃形成能力的影响,并对不同Eu3+掺杂浓度下的荧光性能进行了研究.结果表明,熔融温度为1500℃条件下,SiO2含量对该体系的玻璃形成能力影响明显,Y/Al摩尔比为3/5时,SiO2含量在52%—68%(摩尔分数)范围内时可以获得玻璃.掺杂Eu3+的Y2O3-Al2O3-SiO2玻璃具有荧光性能,在395nm波长激发下,在588 nm和614 nm处出现明显的发射峰.随着Eu3+掺杂浓度的增加,该荧光玻璃的发射波长不变,但发射强度有所变化;当Eu3+掺杂浓度为1.5%(摩尔分数)时,特征发射峰强度最大.     

Y_2O_3掺杂对La_2Zr_2O_7陶瓷结构与热物理性能的影响

用Y2O3掺杂La2Zr2O7制备(La1–xYx)2Zr2O7(x=0,0.1,0.2,x为摩尔分数)陶瓷材料,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、激光导热仪以及热膨胀仪分别对其物相结构、显微形貌、热导率及热膨胀性能进行表征。结果表明,(La1–xYx)2Zr2O7为立方烧绿石结构,显微结构致密,在室温至1 450℃范围内具有良好的高温相稳定性。La2Zr2O7掺杂小离子半径Y3+可提高其热膨胀系数(x=0.2),降低热扩散系数,并在高温下表现出类似于玻璃的超低热导率。1 000℃时,La1.6Y0.4Zr2O7的热导率为1.28 W/(m·K),平均热膨胀系数达到9.7×10–6/K。     

B_2O_3－Y_2O_3添加剂对AlN陶瓷显微结构及性能的影响

研究了以Ｂ_２Ｏ_３－Ｙ_２Ｏ_３作为助烧结剂的ＡｌＮ陶瓷的烧结特性及显微结构。结果表明，晶界处存在ＹＡｌＯ_３，Ｙ_４Ａｌ_２Ｏ_９及Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_（１２）等各种铝酸钇结晶物，Ｂ_２Ｏ_３可固溶到铝酸钇中形成固溶体。随烧结温度变化，第二相的种类、数量和分布不同，从而影响ＡｌＮ的热导率。在１８５０℃下，可获得热导率为１８９Ｗ／ｍ·Ｋ的ＡｌＮ陶瓷。     

Y_2O_3-Al_2O_3纤维

Ｙ2 Ｏ3-Ａｌ2 Ｏ3化合物熔点超过 1 90 0℃ ,具有优异的化学稳定性 ,因此可用作高级耐火材料。国外某文献报道了一种含有Ａｌ、Ｙ、Ｏ的连续氧化物陶瓷纤维的合成方法和性质。此种纤维中Ｙ2 Ｏ3和Ａｌ2 Ｏ3的最佳含量分别为 50 %～ 90 .7%和 9.3%～ 50 % ,而且Ｙ2 Ｏ3和Ａｌ2 Ｏ3之和应超过总量的 80 %。它由Ｙ2 Ｏ3溶胶和Ａｌ(ＯＨ) 3-ｘＤｘ 形式的铝盐溶于水形成的Ａｌ2 Ｏ3母液反应并分离制成 ,Ｄ是从氯化物、硝酸盐、羧酸盐等中选出的平衡离子。此纤维的晶相主要有Ｙ3Ａｌ5Ｏ1 2 、ＹＡｌＯ3、Ｙ4Ａｌ2 Ｏ9,还可能含有少量的Ｙ2 Ｏ3和…     

Y_2O_3∶ Nd透明陶瓷的制备

以氧化钇、氧化钕和碳酸氢铵为原料,制备出了前驱物经煅烧后颗粒尺寸为40～60 nm的Y_2O_3∶ Nd纳米粉体.该粉体先模压成型、再经冷等静压成型,通过真空烧结和热等静压成功制备出红外平均透过率达72%的Y_2O_3∶ Nd透明陶瓷.     

受主掺杂BaTiO_3陶瓷热敏电阻的研究

本文通过对试样ρ-T特性的测试,研究了CuO和Cu_2O掺杂对BaTiO_3陶瓷半导化及PTC效应的影响。在本实验条件下,确定了PTC热敏电阻的最佳组成和最佳烧成制度,并通过扫描电子显微镜(SEM)对典型试样显微结构的观察和分析,提出了优质PTC材料应具有的理想化显微结构模型。     

淀粉燃料对多孔Al_2O_3-ZrO_2(Y_2O_3)陶瓷性能的影响

为了提高多孔Al2O3-ZrO2(Y2O3)陶瓷的强度,以尿素和淀粉为燃料,用低温燃烧法合成活性较高的Al2O3-ZrO2(Y2O3)复合粉体,并用此粉体制备了多孔Al2O3-Zr O2(Y2O3)陶瓷,研究燃烧前驱体中淀粉的外加量(质量分数分别为0、15%、25%、35%、45%、55%)对多孔陶瓷显气孔率、抗折强度和显微结构的影响。结果表明:与尿素为燃料相比,以尿素和淀粉为燃料能提高复合粉体的烧结活性,有效改善多孔陶瓷的显微结构,提高多孔陶瓷的抗折强度。