CaBi_4Ti_4O_(15)高温无铅压电陶瓷的B位高价掺杂改性研究

分别以V~(5+)、Nb~(5+)和W~(6+)离子对CaBi_4Ti_4O_(15)陶瓷进行B位取代,比较3种掺杂离子对CaBi_4Ti_4O_(15)陶瓷的烧结、介电和压电性能的影响.结果表明:3种离子的掺杂均能改善材料的烧结特性,提高瓷体致密度,同时降低高温电导率和损耗.V~(5+)掺杂可显著改善烧结性能,少量V~(5+)掺杂对居里温度影响不大,但可显著降低高温电导率和高温介电损耗.少量Nb~(5+)掺杂可有效提高材料的压电性能.W~(6+)掺杂对居里温度影响最为显著,使居里温度降低了30 ℃,但改性效果不如Nb~(5+)和V~(5+)明显.     

Sr_2Bi_5FeTi_5O_(21)陶瓷的介电性能研究

采用溶胶凝胶法制备了Sr_2Bi_5Fe Ti_5O_(21)(SBFTi)陶瓷,测试了SBFTi陶瓷室温~500℃范围内的介温谱、交流阻抗以及交流电导率,对其进行了分析。结果表明:SBFTi陶瓷的介电常数比Sr_2Bi_4Ti_5O_(18)高,频率稳定性好,具有弥散型铁电体的特征;SBFTi陶瓷的电学结构比较均匀,宏观电阻具有负温度系数特征并主要来源于晶粒的作用;在200~480℃温度范围内,SBFTi陶瓷的电导激活能为0.6 e V,氧空位为SBFTi陶瓷的主要载流子。     

SrCO_3掺杂La_2Ti_2O_7陶瓷的电性能

通过固相反应合成法制备了La_2Ti_2O_7陶瓷,研究了SrCO_3掺杂对La_2Ti_2O_7陶瓷的电学性能的影响,并对导电机理做了初步的探讨分析.实验表明,随着Sr量的增加,电导激活能有下降的趋势,导致材料的电导率增加.在100 Hz～10 MHz频率下未掺杂Sr和掺杂量为x=0.01试样的介电常数分别为46和67,介电损耗都在1×10~(-3)数量级,说明这种材料具有较好的介电性能.     

Ce掺杂0.9Bi_4Ti_3O_(12)-0.1K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3铋层状压电陶瓷结构与性能研究（英文）

采用传统固相法制备了CeO_2掺杂0.9Bi_4Ti_3O_(12)-0.1K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3(BTO-KNN)铋层状陶瓷材料。系统研究了CeO_2掺杂对BTO-KNN基陶瓷物相结构、微观结构以及电性能的影响。结果表明:所有陶瓷样品均为单一的铋层状结构:BTO-KNN基陶瓷的压电性能随着CeO_2的掺杂而显著提高,损耗明显降低。当CeO_2掺量为0.75%(质量分数)时,样品具有最佳的电性能:d_(33)=28 pC/N,介电损耗tanδ=0.29%,机械品质因数Q_m=2897,剩余极化强度P_r=11.83μC/cm~2,且居里温度T_c高达615℃;研究结果表明CeO_2掺杂0.9Bi_4Ti_3O_(12)-0.1K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3铋层状陶瓷是一种潜在的高温陶瓷材料。     

烧结温度对Sr_2Bi_4Ti_5O_(18)铁电陶瓷性能的影响

用固相合成方法制备了Sr_2Bi_4Ti_5O_(18)铁电陶瓷,研究了烧结温度对Sr_2Bi_4Ti_5O_(18)铁电陶瓷相结构、显微结构、铁电性能和介电性能的影响,分析了相关机理.结果表明,在1150C℃进行烧结,样品晶粒发育完全,晶粒α轴择优取向,铁电性能优良,剩余极化强度2P,达到15.3μC/cm2、矫顽场强2E_c为103kV/cm;在100kHz～1MHz频率范围内,介电常数为176～168,介电损耗为0.027～0.025,具有较好的频率稳定性.     

氧化锑掺杂贫Ti钛酸锶钡陶瓷的介电性能及缺陷行为（英文）

采用固相法制备Sb_2O_3掺杂的贫Ti钛酸锶钡陶瓷,通过SEM、XRD和LCR测试系统研究其显微结构及介电性能随非化学计量比及Sb_2O_3含量的变化。结果表明:随着δ值增大,(Ba_(0.75)Sr_(0.25))Ti_(1-δ)O_(3-2δ)陶瓷由典型立方钙钛矿结构单相固溶体转变为多相化合物,而(Ba_(0.75)Sr_(0.25))Ti_(0.998)O_(2.996)陶瓷随Sb_2O_3掺杂量增加始终为单相固溶体。由V_(Ti)~(″″)及V_O~(··)引起的ABO_3型钙钛矿晶胞畸变导致(Ba_(0.75)Sr_(0.25))Ti_(1-δ)O_(3-2δ)陶瓷随δ值增大居里温度降低且相对介电常数增高。弹性偶极子V_O~(··)的定向引起畴壁钉扎而导致其介电损耗降低。(Ba_(0.75)Sr_(0.25))Ti_(0.998)O_(2.996)陶瓷的相对介电常数、介电常数最大值及居里温度均随着Sb_2O_3掺杂量增加显著降低而其介电损耗却随Sb_2O_3掺杂量的增加而增大。     

La_(0.85)Bi_(0.15)Al_(1-x)Ga_xO_3非晶的无容器方法制备及介电性能研究（英文）

采用溶胶凝胶法制备了La_(0.85)Bi_(0.15)Al_(1-x )Ga_(x )O_3(x=0~1)系列粉体。粉体被压成直径10 mm厚度1~2 mm的圆片,取一个圆片的一部分利用无容器凝固,在空气悬浮炉中快速的冷却成均相的非晶球。制备的非晶样品是球形透明的,透过率从1000 nm到3000 nm,表观最大透过率达到81.7%是在x=0时获得的。在10 k Hz~1 MHz测得的介电常数高于19,介电损耗低于0.006,通过XRD图谱和拉曼光谱分析证明利用无容器过程所制备的La_(0.85)Bi_(0.15)Al_(1-x )Ga_(x )O_3样品是非晶态。     

铝酸镧掺杂对Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3介电性能的影响

在外加直流偏置电场作用下,钛酸锶钡(BST)固溶体铁电材料具有随着电场强度增加而介电常数降低的非线性特征,是相控阵天线移相器材料的研究热点.而铝酸镧陶瓷介电常数温度系数可达接近零,介电损耗正切值低,可小于1×10~(-4).为降低BST材料的介电损耗和介电常数,以铝酸镧为改性剂对Ba_0.6Sr_0.4TiO_3材料进行了掺杂.当铝酸镧的含量为4%时,Ba_0.6Sr_0.4TiO_3材料的介电常数降低到85(100 kHz),介电损耗降低到0.00041(100 kHz),而Ba_0.6Sr_0.4TiO_3材料的介电可调性保持在20%左右.X射线衍射图谱表明烧结后得到的BST材料具有典型的钙钛矿结构. SEM图像观察发现,4%比例的掺杂量使得陶瓷致密度较高,晶粒均匀.     

烧成气氛对Bi_(2.9)Pr_(0.9)Ti_3O_(12)陶瓷微观结构及电性能的影响

采用高温固相法,分别在空气、氧气和碳还原气氛中制备了Bi_2.9Pr_0.9Ti_3O_(12)材料.用X射线衍射仪、拉曼光谱仪分析样品物相结构,扫描电子显微镜表征微观形貌,阻抗分析仪和铁电性能测量仪测试电性能.结果表明:氧气气氛中样品晶粒尺寸相对较大,介电常数和剩余极化值较高;还原气氛中样品晶粒呈柱状,电性能差.氧气氛围可以促进晶粒生长,有助于改善Bi_2.9Pr_0.9Ti_3O_(12)材料的电性能.     

YF_3掺杂对Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3介电可调性的影响

采用传统工艺制备了YF_3掺杂的Ba_0.6Sr_0.4TiO_3陶瓷材料,研究了YF_3掺杂比例对钛酸锶钡材料结构及介电性能的影响.结果表明:烧结后得到的BSTO材料具有典型的钙钛矿结构;YF_3掺杂具有降低Ba_0.6Sr_0.4TiO_3材料的介电常数、细化陶瓷晶粒和提高介电常数温度稳定性的作用.在氟化钇掺杂比例1%时介电常数降至1887(100 kHz),介电可调性达到30%(1.5 kV/mm)以上, 各掺杂比例的钛酸锶钡材料的介电损耗均在1%以下.     

Bi3.25La0.75Ti3O12纳米管的制备工艺研究

研究了一种Bi3.25La0.75Ti3O12 (BLT)铁电存储材料纳米管的简单有效合成方法。通过阳极氧化铝模板(AAO)辅助溶胶凝胶法,合成了BLT纳米管。其基本过程是以次硝酸铋、硝酸镧和钛酸四丁酯为原料,以冰醋酸和乙二醇甲醚为溶剂配制BLT溶胶,然后将BLT溶胶滴在AAO模板表面,浸润后烘干并反复多次,而后将材料在500 ℃下保温1 h,除去有机物,最后在750 ℃下保温30 min晶化,用KOH腐蚀去除氧化铝模板,即得到BLT纳米管。结果表明,BLT纳米管具有[117]择优取向;BLT纳米管管壁光滑,直径与模板孔径相当,约300 nm,且分布均匀,管壁厚度约25 nm,纳米管是多晶体,由粒径为8~12 nm晶粒组成     

Bi掺杂对Ba_(6-3x)La_(8+2x)(Ti_(0.95)Zr_(0.05))_(18)O_(54)(x=2/3)陶瓷的烧结性能和介电性能的影响

采用传统固相反应法制备Ba6-3x(La1-mBim)8+2x(Ti0.95Zr0.05)18O54(x=2/3)微波介质陶瓷,研究Bi掺杂对Ba6-3xLa8+2x(Ti0.95Zr0.05)18O54(x=2/3)陶瓷的烧结性能、微观结构以及介电性能的影响。结果表明:当0m0.4时,Bi3+取代A1位的La3+生成单相类钨青铜型固溶体;当Bi3+的掺杂量超过这个范围时,La0.176Bi0.824O1.5作为第二相出现在固溶体中;Bi3+的掺入使Ba6-3xLa8+2x(Ti0.95Zr0.05)18O54(x=2/3)陶瓷的烧结温度从1400℃降低到1300℃,同时,其介电常数大幅度提高,谐振频率温度系数减小,但品质因数急剧减小;当m=0.05时,1350℃下保温2h烧结获得的陶瓷具有微波介电性能,εr=88.63,Q·f=4395GHz,τf=6.25×10-6/℃。     

紫外光辐照Bi_(4-x)Nd_xTi_3O_(12)薄膜制备工艺

以Pt(111)/Ti/SiO_2/Si为基片,采用溶胶凝胶法,通过紫外光辐照钕掺杂钛酸铋(Bi_(4-x)Nd_xTi_3O_(12), x=0.25, 0.75)胶体,分别采用电泳沉积和甩胶沉积制备薄膜,并对比了制备的薄膜质量.通过差热-热重分析(DSC-TG)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)等技术手段对Sol-Gel法制备的BNT薄膜进行了表征.研究结果表明,经紫外光辐照和电泳沉积制备的Bi_(4-x)Nd_xTi_3O_(12) (x=0.25, 0.75) 薄膜于300 ℃煅烧有机物,500 ℃随炉热处理,可得到均匀致密且(117)择优取向的钙钛矿相BNT薄膜.     

Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)纳米管阵列的制备与微结构表征

采用溶胶凝胶法,在孔径为200 nm的阳极氧化铝模板中制备了Bi_3.15Nd_0.85Ti_3O_(12)纳米管阵列.通过XRD、SEM、TEM、HRTEM、SAED和Raman光谱测试手段对纳米管阵列的物相、微结构和声子振动特性进行了表征.研究表明,所合成BNdT纳米管为钙钛矿相多晶结构,纳米管外径约为200 nm,管壁厚约10 nm,管径和长度与所用AAO模板尺寸一致.Raman光谱分析表明,Nd离子取代了类钙钛矿层中A位的Bi离子.     

CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷的巨介电响应机理

针对CaCu3Ti4O12(CCTO)陶瓷的巨介电性起源存在较大争议的情况,以少量MnO2取代CCTO中CuO或TiO2、采用固相反应法烧结制备名义成分为CaCu3-xMnxTi4O12(x=0~0.3)和CaCu3Ti4-yMnyO12(y=0~0.1)的陶瓷。通过微结构和电性能的演变讨论CCTO陶瓷的巨介电响应机理。结果表明:加入少量MnO2后,所有陶瓷均为体心立方(BCC)类钙钛矿结构的CCTO单相;但是,CCTO陶瓷显微结构从异常长大的晶粒转变成均匀的细小晶粒;同时,CCTO陶瓷的电阻率从107-.cm显著提高到109-.cm;介电常数从104显著下降到102;介电损耗从10-1急剧降低到10-3;CCTO陶瓷的巨介电响应是由半导体化的晶界/亚晶界和相对绝缘的晶粒/亚晶粒组成的内部阻挡层电容器(IBLC)所致。在较低温度下(<1 100℃)烧结获得高介电常数、低损耗和温度稳定的CCTO基陶瓷,找到一种降低CCTO陶瓷介电损耗的有效方法。     

ACu3Ti4O12(A=Ca, Sr, Ba)的介电性能

利用传统固相反应法制备理想摩尔配比的CaCu3Ti4O12(CCTO)、SrCu3Ti4O12(SCTO)和BaCu3Ti4O12(BCTO)陶瓷样品,测量它们在不同频率下的介电常数和介电损耗随温度的变化关系.结果发现,CaCu3Ti4O12的介电性能基本上属于德拜弛豫,而造成SCTO和BCTO与CCTO介电性能差异巨大的原因是结构的畸变和杂相的出现.     

氧化铝掺杂对Ba0.6Sr0.4(Zr0.2Ti0.8)O3陶瓷介电性能的影响

Zr4+取代Ti4+的Ba0.6Sr0.4(Zr0.2Ti0.8)O3固溶体在降低介电常数的同时,保持了BST固溶体优异的可调性。为降低BST材料的介电损耗和介电常数,以氧化铝为改性剂对Ba0.6Sr0.4(Zr0.2Ti0.8)O3材料(BSZT材料)进行了掺杂。随着氧化铝掺杂质量分数从1%到10%增加,BSZT材料的介电常数从5000降低到了1550(100kHz),介电损耗降低到0.001(100kHz)以下,而材料的介电可调性保持在35%左右(1.5kV/mm)。X射线衍射图谱表明,烧结后得到的BSZT材料具有典型的钙钛矿结构。扫描电子显微镜观察表明,氧化铝的掺杂使得陶瓷致密度较高,晶粒均匀。