溶胶凝胶法制备NiO掺杂CaCu3Ti4O12薄膜（英文）

用溶胶凝胶法制备纯CaCu3Ti4O12(CCTO)薄膜以及NiO掺杂CaCu3-x Nix Ti4O12(CCNTO)薄膜(x=0.10、0.20、0.30),研究了掺杂NiO对CCTO介电性能以及微观结构的影响。通过AFM图片可以看出,掺杂NiO的CCTO薄膜的晶粒尺寸比不掺杂NiO的CCTO薄膜的晶粒尺寸小。当x=0.2时,CCNTO薄膜的漏电流最小,最小值为0.546 mA,同时具有最大阈值电压与最大非线性系数,最大值分别为81 V/mm和1.9。当Ni掺杂量达到一定程度时,CCNTO薄膜的介电常数就会增加,总体来说,随着Ni的掺杂量增加,CCNTO薄膜的介电损耗呈上升趋势。     

CaCu3Ti4O12陶瓷深陷阱松弛特性研究

研究了固相反应法及共沉淀法制备的CaCu3Ti4O12陶瓷深陷阱松弛特性.测试了CaCu3Ti4O12陶瓷在频率为0.1～107Hz,温度为–100～100℃的范围内的介电频谱及温谱.通过对不同温度下介电频谱的分析,研究了双Schottky势垒结构中深陷阱松弛特性.研究表明:在交流小信号作用下,由于Schottky势垒中深陷阱与Fermi能级的上下关系发生变化,引起深陷阱电子发射和俘获即电子松弛过程,在介电频谱中表现为松弛峰;并且由介电谱的分析结果可得深陷阱能级等微观参数.比较不同试样的深陷阱参数可知:在CaCu3Ti4O12陶瓷中,在导带以下约0.52和0.12 eV的能级处存在由本征缺陷产生的深陷阱.介电温谱与频谱的分析类似,二者可以互为补充.     

Ba2Ti9O20陶瓷流延浆料的流变性能和流延成型研究

以BaCO3和TiO2粉末为原料,采用固相反应法合成Ba2Ti9O20的粉体,并以此粉体为主要原料添加适量的分散剂、粘结剂及塑性剂,采用流延法制备Ba2Ti9O20陶瓷膜片。研究了不同种类和配比的溶剂、不同种类和含量的分散剂对Ba2Ti9O20流延浆料的流变特性的影响。结果表明,当选用异丙醇和甲苯(体积比为75:25)为溶剂,固含量Ba2Ti9O2054wt%,分散剂蓖麻油0.5wt%,粘结剂聚乙烯醇缩丁醛5wt%,塑性剂聚乙二醇5wt%时,流延浆料的流变性能较好,浆料的粘度为9.1Pa.s。     

硼硅酸盐玻璃/陶瓷流延浆料体系优化设计与烧结性能研究

借助高效流延成型工艺,探讨了多种溶剂组合与分散剂对玻璃/陶瓷浆料体系流变性能的影响,通过对玻璃/陶瓷料、塑化剂与粘结剂等配制浆料的组成配比进行优化设计,详细研究了浆料中各组成含量对流延生料带体积密度,以及对烧成后玻璃/陶瓷致密度、物相等微观结构与性能的影响。结果表明,适当的浆料组成类型及含量对提高试样的烧成致密度、降低高频介电损耗、改善微观结构均有明显的影响;850℃烧结试样10MHz测试,相对介电常数为7.7,介电损耗2.0×10-4,25~500℃热膨胀系数(7.30~7.65)×10-6/℃,满足模块级LTCC大面积高密度封装要求。     

双层流延法制备BTO-STO多层复合陶瓷及其性能研究

钛酸锶钡是一种具有钙钛矿结构的铁电材料,在外加直流偏置电场作用下,钛酸锶钡(BSTO)的介电常数随着电场强度增加而降低,是目前相控阵天线移相器材料的研究热点.本工作以双层流延法制备了具有STO-BTO-STO-BTO-STO-…的多层叠合钛酸锶钡陶瓷,并通过控制多层陶瓷材料的烧结温度、烧结时间,以获得烧结后钛酸锶、钛酸钡双层扩散成分梯度分布的陶瓷材料,从而达到调节介电性能的目的.双层流延法制备的钛酸锶钡叠层材料通过介电性能测试发现,BTO-STO复合结构大大降低了材料的介电常数,样品介电常数均可降至300以下,最低可达210,介电损耗tanδ可降至0.02以下.BTO-STO多层陶瓷的介电可调性也有较大幅度的降低,该现象可由介质混合法则解释.通过SEM的分析结果可以看到清晰BTO-STO周期层状结构,经烧结后流延层间结合紧密.随着烧结温度的提高,烧结时间的增加,试样晶粒明显长大,而层间界线也更为模糊.     

微波烧结BaZrxTi1-xO3陶瓷介电性能研究

采用微波烧结制备BaZrxTi1-xO3陶瓷并与常规烧结作对比,研究了微波烧结对材料晶体结构和介电性能的影响。结果表明,微波烧结在所需时间远远低于常规烧结的情况下,得到的样品在结晶度上明显优于常规烧结,微波烧结得到的陶瓷晶粒尺寸较常规烧结明显减小;介电温谱测试表明微波烧结所得陶瓷样品居里峰的峰强和峰宽都有所改变,此外,微波烧结得到的陶瓷弛豫现象也较常规烧结发生改变。     

微波水热法制备KNbO3粉体及其性能研究（英文）

以氢氧化钾(KOH)和五氧化二铌(Nb2O5)为原料,通过微波水热法在200℃下合成出具有不同晶相、形貌的铌酸钾粉体(KNbO3).当KOH浓度在10~14mol/L时,可以制备出纯相的KNbO3粉体.X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和透射电镜(TEM)分析可知,KOH浓度由10mol/L增大到15mol/L时,KNbO3粉体由斜方六面体变为正交相,再转变为四方相,对应的形貌也由金字塔状变为棒状,再转变为立方状.当KOH浓度增大到15mol/L时,出现了Nb2O5杂相.常压烧结制备了KNbO3陶瓷,其介电常数达到302,介电损耗为0.023,压电常数达到80 pC/N,平面机电耦合系数为0.17,机械品质因数为70,居里温度为420℃,正交?四方相变温度为223℃.     

(Ba1-xSrx)La4Ti4O15（x=0.8～0.95）陶瓷的微结构及微波介电性能研究

采用固相反应法制备了(Ba1-xSrx)La4Ti4O15(x=0.8~0.95)复合体系微波介质陶瓷,并对其进行物相组成、晶体结构分析以及微波介电性能的研究.研究结果表明,(Ba1-xSrx)La4Ti4O15陶瓷主晶相为SrLa4Ti4O15,并伴随有第二相SrLa8Ti9O15.SEM观察表明,Ba0.2Sr0.8La4Ti4O15陶瓷内部微观结构致密,晶粒尺寸在10~20μm之间,晶界清晰.随着x值逐渐增大,(Ba1-xSrx)La4Ti4O15陶瓷中晶粒形态发生变化,气孔增多.在x=0.8时,(Ba1-xSrx)La4Ti4O15陶瓷具有优良的微波介电性能,即εr=40.86,Q×f≈62806 GHz,τf=20×10 6/℃.随着Ba2+的含量逐渐增加,该陶瓷的介电常数εr单调上升,品质因子Q×f值增加,说明适量的Ba2+替代Sr2+能改善陶瓷的微波介电性能.     

ZBL低温助烧CaCu3Ti4O12高介电陶瓷的研究

采用固相合成CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)微波介质陶瓷基体粉体,通过XRD衍射仪、SEM扫描电镜表征掺杂ZnO-B_2O_3-La_2O_3(ZBL)低软化点玻璃助烧剂的(CCTO)陶瓷的物相组成及结构特点,研究ZBL玻璃的掺杂量对CCTO样品烧结性能及微波介电性能的影响。研究表明:添加10%(质量分数)ZBL玻璃的CCTO陶瓷在960℃烧结3h,能够获得较好的介电性能:εr=112,tanδ=0.0027,τf=-2×10-6/℃。     

CaCu2.7Ti4O12介电性能和J-E特征

采用传统的固相反应法制备了Cu欠量的CaCu3Ti4O12(CaCu2.7Ti4O12)陶瓷,研究了不同烧结时间对CaCu2.7Ti4O12相结构、显微形貌、介电性能和J-E非线性特征的影响。结果表明,延长保温时间降低了CaCu2.7-Ti4O12陶瓷的中低频介电损耗和击穿场强并且显著提高了其介电常数。采用肖特基热电子发射模型对其非线性特征和电学性能的变化机理进行了分析,认为耗尽层宽度是影响电学性能的主要因素。保温30h的CaCu2.7Ti4O12陶瓷有望作为低压压敏电阻应用于半导体电路中。     

CaCu3Ti4O12陶瓷高介电性的起因机制

为了探索CaCu3Ti4O12(CCTO)高介电性的起因机制,利用固相反应工艺制备了CCTO陶瓷样品,对其电学性质进行了研究.在40 Hz～100 MHz测量范围内,其室温下的介电频谱在1 MHz附近呈现一个类Debye型弛豫,而高温介电频谱分别在1 kHz以下和1 MHz附近呈现两个类Debye型弛豫.抛除表面层的同一个样品分别溅射金电极和烧渗银电极后升温测量其介电频谱,发现低频介电弛豫对电极的金属类型高度敏感,而高频介电弛豫与电极的金属类型无关,与材料微观结构存在着密切的关系.因此推断:CCTO低频介电弛豫起源于样品与电极之间的耗尽层效应,而高频介电弛豫起源于高阻态的晶界与半导化的晶粒形成内部阻挡层电容效应.     

巨介电常数陶瓷CaCu3Ti4O12的研究进展

CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)陶瓷具有高介电常数和高热稳定性,这使得CCTO可能在高密度信息储存、高介电电容器、大规模集成电路等领域获得广泛使用。系统地介绍了CCTO高介电常数起源的内禀机制和外禀机制,详细归纳了元素掺杂对CCTO介电特性的影响,阐述了巨介电常数与本征点缺陷的内在关联,肯定了晶粒电导赝极化理论,指出了CCTO巨介电常数陶瓷研究的重点在于:基于外禀机制的IBLC模型,通过晶胞掺杂或晶界掺杂改变晶粒或者晶界的电导,进而调控CCTO的介电损耗,使CCTO保持较高介电常数的前提下,在很宽的频率范围内使介电损耗正切值降低到0.1以下。     

添加剂对Y2Ti2O7陶瓷的微波介电性能的影响（英文）

研究了CrO3、Nb2O5、SiO2及Al2O3对Y2Ti2O7陶瓷的烧结性能、相组成和微波介电性能的影响.其中Nb2O5掺杂能够降低Y2Ti2O7陶瓷材料的烧结温度,提高基体陶瓷的介电常数和品质因子,引起谐振频率温度系数的明显变化.且随着Nb2O5含量的增多,所有样品的主晶相仍为立方烧绿石型Y2Ti2O7,Nb5+可能进入烧绿石结构中,部分取代Ti4+所在位置.实验结果表明:1mol%Nb2O5掺杂的陶瓷材料在1420℃下烧结致密,具有最佳的微波介电性能:εr=61.8,Q×f=9096GHz(f=5.494GHz),τf=54×10-6/℃.     

第一性原理对CaTiO3和CaCu3Ti4O12的对比研究

通过Ca替换CaCu_3Ti_4O_(12)晶胞中的所有Cu,建立了包含TiO6八面体扭转的CaTiO3;通过Cu替换CaTiO32×2×2超胞中3/4的Ca,建立了不包含CuO_4正方形的CaCu_3Ti_4O_(12)。采用Materials Studio软件的CASTEP模块,对比了上述晶体和标准晶体成键状况、能带结构、态密度及介电函数,分析了TiO6八面体扭转和CuO_4正方形的影响,发现了Cu-O键或CuO_4正方形对CaCu_3Ti_4O_(12)光频介电常数的关键性作用。研究结果提供了通过内禀机制优化CaCu_3Ti_4O_(12)材料介电性能的新途径。     

Al2O3掺杂BaTi0.85Sn0.15O3陶瓷的制备及性能表征

通过传统固相二次烧结法来制备x wt% Al₂O₃（x=0、1.0、1.5）/BaTi_0.85Sn_0.15O₃（BTS）陶瓷。研究了掺杂不同含量Al₂O₃对BTS陶瓷的微观结构、介电性能及挠曲电性能的影响。结果表明,掺杂Al₂O₃的BTS陶瓷不改变陶瓷的晶体结构,仍为标准钙钛矿结构晶型;Al₂O₃的掺入能够有效降低晶粒尺寸,具有明显的细晶作用。随着Al₂O₃含量的增大,Al₂O₃/BTS陶瓷的介电常数减小,介电损耗得到明显改善,居里峰逐渐宽化且向温度高的方向偏移。Al₂O₃/BTS陶瓷的挠曲电系数随着Al₂O₃含量的增加和测试环境温度的升高均减小。此外,Al₂O₃/BTS陶瓷的挠曲电系数和介电常数之间存在一种近线性关系,但当温度非常接近于居里温度时,这种线性关系减弱。     

柠檬酸法制备（K1/2Na1/2）NbO3无铅压电陶瓷及其性能研究

将柠檬酸法与固相合成法有效结合，制备出钙钛矿结构的（K1/2Na1/2）NbO3（KNN）无铅压电陶瓷．分析表明，利用柠檬酸法合成铌酸钾钠粉体较为适宜的温度为550℃；制备铌酸钾钠无铅压电陶瓷的较好温度为1100℃，其居里温度为415℃，压电常数为58×10^-12C/N．     

流延法制备陶瓷燃料电池电解质膜的研究进展

本文介绍了用于陶瓷（固体氧化物）燃料电池电解质膜制备的先进的流延工艺，详细分析了粉料、溶剂、分散剂、粘结剂和塑性剂等主要原材料及其在流延料浆中的作用机理，最后简要地阐述了典型的流延制备工艺过程。     

流延法制备陶瓷资料电池电解质膜的研究进展

本文介绍了用于陶瓷燃料电池电解质膜制备的先进的流延工艺，详细分析了粉料、溶剂、分散剂、粘结剂和塑性剂等主要原材料及其在流延料浆中的作用机理，最后简要地简述了典型的流延制备工艺过程。     

Dy掺杂BaTiO3陶瓷的制备及其介电性能

采用溶胶凝胶法制备了掺杂不同量Dy2O3(掺杂摩尔分数分别为0.001,0.002,0.003,0.005,0.007)的BaTiO3陶瓷,并对其介电性能的变化进行了研究.结果表明Dy2O3掺杂使BaTiO3陶瓷的电阻率明显降低,当添加量为0.005mol时,电阻率最小,为4.19×108Ω·m.Dy2O3掺杂使BaTiO3陶瓷的介电性能在不同掺杂量和不同频率下发生了明显变化,掺杂量为0.001mol、0.002mol时,BaTiO3陶瓷的介电特性和频率特性得到明显改善,在频率为1000Hz时介电性能相对较好.Dy2O3掺杂使BaTiO3陶瓷的介电温谱有所展宽,且Curie温度有所降低,交流电导随着温度的升高而增大,并在Curie点附近达到最高.     

流延法制备SOFC NiO/YSZ阳极的研究

流延法制备了SOFC NiO/YSZ阳极,比较了NiO(微米级)和NiO(纳米级)两种NiO,发现由NiO(纳米级)制备的电池在800℃最大放电功率密度257.1mW/cm2,而由NiO(微米级)制备的电池相同条件下仅为124.9mW/cm2,原因在于NiO(纳米级)粒径小,制备的阳极三相反应区大.NiO(纳米级)经700℃煅烧后制备的电池最大功率密度增加到369.0mW/cm2,而 800℃和900℃煅烧时减少到169.5和159.0mW/cm2,因为700℃煅烧增加了NiO的活性,而800和900℃煅烧的NiO粒径增大到1.35μm,制备的阳极减小了反应活性区.YSZ在1200℃煅烧后,粒径从0.2μm增加到34μm,由于YSZ粒径远大于NiO,导致NiO之间接触不良,制备的电池性能下降到120.0mW/cm2,继续球磨12h后,YSZ粒径减小到0.70μm,NiO和YSZ之间分布均匀,制备的电池放电功率密度提高到447.9mW/cm2.