掺杂Li_2O-K_2O-Al_2O_3石英陶瓷的性能研究

采用固相烧结法烧结掺杂Li2O-K2O-Al2O3石英陶瓷,用XRD、SEM、微波网络分析仪等手段分析不同烧结温度下样品的表面特性、介电性能及力学性能。结果表明,掺杂Li2O-K2O-Al2O3石英陶瓷在烧结过程中产生了大量玻璃相,陶瓷微结构致密,介电性能良好(低频1 MHz测试下介电常数εr=5.45⁵.87,损耗角正切tanδ=0.004 15.87,损耗角正切tanδ=0.004 1⁰.005 4;高频14GHz测试下εr=4.370.005 4;高频14GHz测试下εr=4.37⁴.58,损耗角正切为0.003 84.58,损耗角正切为0.003 8⁰.005 3),在1 350℃烧结陶瓷介电性能最优。相比不掺杂石英陶瓷抗弯强度有显著提高,在145MPa以上,最高可达163MPa。有作为天线罩材料的潜力。     

BiFeO_3掺杂对CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷结构和介电性能的影响

采用固相反应法制备了BiFeO3掺杂的CaCu3Ti4O12(CCTO)陶瓷,研究了BiFeO3掺杂量对CCTO陶瓷的烧结性能、晶体结构和介电性能的影响。结果表明,BiFeO3掺杂改善了CCTO陶瓷的烧结性能。随BiFeO3掺杂量的增加,CCTO陶瓷的晶格常数和εr均先增大而后减小;而tanδ先几乎不变而后增大。当x(BiFeO3)为0.5%,1040℃烧结的CCTO陶瓷样品在1kHz时具有巨介电常数(εr=14559)和较低的介质损耗(tanδ=0.12)。     

CaTiO_3掺杂对BST铁电电容器陶瓷性能的影响

采用固相法制备了CaTiO3掺杂的(Ba0.65Sr0.35)TiO3(BST)陶瓷,研究了CaTiO3掺杂量对BST电容器陶瓷介电性能和微观结构的影响。结果表明:随着CaTiO3掺杂量的增加,BST陶瓷的相对介电常数(εr)先增大然后减小然后增大,介质损耗(tanδ)和交流耐压强度(Eb)先增大然后减小。当CaTiO3掺杂量为摩尔分数10%时,BST陶瓷的综合介电性能较好:εr为4480,tanδ为0.022,Eb为5.8×103V/mm(AC),容温特性符合Y5U特性。     

ZnO对(Pb0.915Ba0.04La0.03)(Zr0.65Sn0.3Ti0.05)O3反铁电陶瓷微结构和储能特性的影响

电介质陶瓷因其高功率密度而成为脉冲功率电子系统的理想材料。为满足日益增长的电子器件集成化、轻量化和小型化的要求，高介电常数、高储能密度和高储能效率的储能陶瓷具有重要的研究价值。采用传统固相反应法制备了(Pb_0.915Ba_0.04La_0.03)(Zr_0.65Sn_0.3Ti_0.05)O₃∶xZnO(x=0%,1%,2%,3%,4%,质量分数)反铁电复合陶瓷，系统研究了ZnO第二相对PBLZST陶瓷的微观结构、介电性能、铁电性能和储能性能的影响。结果表明：ZnO晶粒聚集在晶界处，具有细化晶粒的作用。随着ZnO含量的增加，复合陶瓷的介电常数、最大极化强度和击穿电场均呈现出先增大后减小的趋势；x=2%时复合陶瓷样品在外加电场强度为215 kV·cm^-1时，有效储能密度达到最高值5.40 J·cm^-3,对应的储能效率为81.3%。     

硝酸锰对PMN-PZT热释电陶瓷性能的影响

研究了硝酸锰溶液掺杂对富锆铌镁酸铅-锆钛酸铅(PMN-PZT)热释电陶瓷材料的相组成、微观结构、介电性能、热释电性能等方面的影响,并对实验结果作出物理机理的解释。实验结果表明,以液态硝酸锰的形式进行锰掺杂使锰的加入更容易,有效改善了固态锰掺杂时析出损失和混合不均等问题;适量的硝酸锰溶液掺杂有助于陶瓷晶粒的生长,能有效地降低PMN-PZT陶瓷材料的相对介电常数(rε)和介电损耗(tanδ),并增加其热释电系数(p);在x(Mn)=3.0%时,制备出综合热释电性能良好的PMN-PZT热释电陶瓷,即室温时rε=197,tanδ=0.15%,p=3.5×10-8C/cm2℃,探测优值FD=8.7×10-5Pa-1/2,低温铁电相-高温铁电相(FRL-FRH)相变温度时rε=300,tanδ=0.45%,pmax=35×10-8C/cm2℃,FD=40.5×10-5Pa-1/2,符合制作热释电红外探测器的要求。     

MgTiO_3掺杂对BST基电容器陶瓷介电性能的影响

采用固相法制备了MgTiO3掺杂的(Ba0.65Sr0.35)TiO3(BST)陶瓷,研究了MgTiO3掺杂量对(Ba0.65Sr0.35)TiO3(BST)基电容器陶瓷介电性能和微观结构的影响。结果表明:随着MgTiO3掺杂量的增加,BST陶瓷的介电常数(εr)、介质损耗(tanδ)和耐压强度(Eb)均先增大后减小。当MgTiO3掺杂量为质量分数0.8%时,BST陶瓷的综合介电性能较好:εr为4350,tanδ为0.0055,Eb为5.7×103V/mm(AC),容温特性符合Y5U特性。     

Li_2O-B_2O_3-SiO_2掺杂低温烧结CLST陶瓷的介电性能

通过Li2O-B2O3-SiO(2LBS)玻璃的有效掺杂,低温液相烧结制备了16CaO-9Li2O-12Sm2O3-63TiO(2CLST)陶瓷。研究了LBS掺杂量对其烧结性能、相组成及介电性能的影响。结果表明:通过掺杂LBS,使CLST陶瓷的烧结温度由1300℃降至1000℃,且无第二相生成。随LBS掺杂量的增加,tanδ显著降低,τf趋近于零。当w(LBS)为10%时,CLST陶瓷在1000℃烧结3h获得最佳介电性能:tanδ为0.0045,τf为4×10–6/℃,虽然εr由105.0降至71.0,但仍属于高εr范围。     

低介电常数LaYSi2O7陶瓷的结构与微波性能研究

采用固相反应法制备了一种新型低介电常数LaYSi₂O₇(LYSO)微波介电陶瓷。1300～1450℃烧结的LYSO陶瓷为单斜晶系结构(空间群：P2₁/a)。当烧结温度为1450℃时，陶瓷的相对密度达到最大值(93.40%),这与介电常数变化趋势一致。陶瓷的Q×f值与其填充分数密切相关。1400℃烧结的LYSO陶瓷具有最高的填充分数(55.84%)和最佳的微波介电性能：ε_r=8.98,Q×f=17411 GHz,τ_?=-70.77×10^-6/℃。通过结构参数量化了LYSO的晶格畸变，从而揭示了τ_?与结构的内在关系。LYSO陶瓷具有良好的微波介电性能，表明该类材料在移动通信基站领域具有良好的应用前景。     

Pb/Bi复掺对Y2O3-2TiO2微波介质陶瓷性能的影响

研究了PbTiO3和Bi2Ti2O7复合掺杂对新型的具有中介电常数的Y2O3-2TiO2系微波介质陶瓷物相组成、介电性能和烧结温度的影响。结果表明,掺杂后的陶瓷材料主晶相仍为A2B2O7型烧绿石结构,未发现第二相,Bi3+和Pb2+共同占据Y3+所在的A位。Pb/Bi复合掺杂有效降低了陶瓷的烧结温度,当w(PbTiO3)=2%和w(Bi2Ti2O7)=8%时,烧结温度降低为1 260℃,且陶瓷具有较好的介电性能,即介电常数rε≈64,介质损耗tanδ≈3.6×10-3,品质因数与频率的乘积Q×f≈2 438 GHz。     

Co_2O_3掺杂对BCTZ无铅压电陶瓷的性能影响

采用固相法制备了(Ba0.85Ca0.15)(Ti0.92Zr0.08)O3-x%Co2O3(BCTZ-xCo,x=0¹.4)无铅压电陶瓷。研究了不同Co掺杂量对该陶瓷的显微结构、介电性能及压电性能的影响。结果表明,所有样品均具有单一的钙钛矿结构,随Co2O3含量的增加,晶粒尺寸逐渐细化减小,介电常数εr、压电常数d33、平面机电耦合系数kp均呈下降趋势。机械品质因数Qm显著增大,当x=0.7时,具有最佳的综合电性能,其中d33=392pC/N,kp=46.0%,Qm=435,介电损耗tanδ=0.62%,表明BCTZ-xCo陶瓷材料是一种具有应用前景的无铅压电材料。     

Nb/Nd共掺Bi4Ti3O12对ZnO基薄膜晶体管性能的影响

利用化学溶液沉积(CSD)法,在Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上成功制备以B3.15Nd0.85Ti3-x NbxO12(BNTNx,x=0.01,0.03,0.05,0.07)薄膜作为栅介质层、以ZnO薄膜作为有源层的铁电薄膜晶体管(ZnO/BNTN铁电TFT)。研究了Nb含量对BNTN薄膜微结构、介电和铁电性能的影响。结果表明,BNTN0.03薄膜的剩余极化(2 Pr)最大(71.4μC/cm2),介电常数最大(370)。测得BNTNx薄膜的居里温度约为410℃,介电损耗(tanδ)约为0.02。ZnO/BNTN铁电TFT相比ZnO/SiO2层TFT,有较好的输出特性和转移特性,其阈值电压、沟道迁移率、存储窗口和开关电流比分别达到了2.5V、5.68cm2/Vs、1.5V和1.8×105。     

W6+掺杂Pb(Sc,Nb)O3-Pb(Hf,Ti)O3陶瓷的制备和性能研究

该文采用传统固相反应法制备了W⁶⁺掺杂的0.07Pb(Sc_0.5Nb_0.5)O₃-0.93Pb(Hf_0.47Ti_0.53)O₃(PSN-PHT)陶瓷,详细分析了样品的晶体结构、压电和介电性能。实验结果表明,W⁶⁺掺杂可以提高钙钛矿结构中三方相的含量,有效增加晶粒尺寸,提高压电系数。当W⁶⁺掺杂量(摩尔分数)为1.0%时,样品具有最佳的压电和介电性能,即d₃₃=585 pC/N,T_C=323℃,ε_r=2 088。同时,样品的d₃₃在200℃去极化温度下仍保持570 pC/N的高值,且经过1 080 min保温后,压电常数略微降低,此时d₃₃仍可达到537 pC/N,变化仅为5.7%。上述结果表明,W⁶⁺掺杂不仅可以提高压电系数,同时也可增强陶瓷的温度稳定性,使该陶...     

掺杂及工艺特性对高介BaTiO3系统性能的影响

研究了共沉淀合成的BaTiO3热处理过程,温度过低,粉末为立方相,温度较高时为四方相,烧结后其介电性能较好;掺杂适量的稀土元素Gd2O3可有效的改善陶瓷的介电性能,其在室温下系统介电性能为:ε≥5000,ΔC/C≤±15%,tanδ≤1.2%,R≥1012Ω·cm,满足X7R特性。     

V_2O_5掺杂MgTiO_3-CaTiO_3陶瓷的介电性能

采用固相反应法制备了V2O5掺杂的MgTiO3-CaTiO3(MCT)介质陶瓷。研究了V2O5掺杂量对陶瓷晶相组成、烧结温度和介电性能的影响。结果表明:V2O5掺杂的MCT陶瓷的主晶相为MgTiO3和CaTiO3两相结构,当掺杂量较低时,有第二相CaVO3产生;V2O5掺杂能降低MCT陶瓷的烧结温度并使其介电性能得到改善。当x(V2O5)为1%时,在1250℃烧结2.5h获得最佳性能:εr为20.17,tanδ为2×10–3,αε为4.9×10–5/℃。     

Nb_2O_5对Ba_(0.68)Sr_(0.32)Ti_(1-x)Sn_xO_3陶瓷介电性能的影响

采用传统固相法,制备了Nb2O5掺杂的Ba0.68Sr0.32Ti1–xSnxO3(BSTS)介电陶瓷,研究了Sn4+加入量和掺杂Nb2O5对材料介电性能的影响,用SEM研究了SnO2对材料微观结构的影响,当x(SnO2)为0.010,x(Nb2O5)为0.008时制得了εr为3689,tanδ为0.0006的高压低损耗陶瓷电容器瓷料,探讨了二者改性作用的机理。     

B2O3掺杂对Ba0.6Sr0.4TiO3/MgO陶瓷介电性能的影响

采用XRD和SEM对B2O3掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3/MgO(简称为BSTM)陶瓷致密化行为和介电性能进行了研究。结果表明:掺杂适量B2O3可明显降低BSTM陶瓷的烧结温度,在1480℃时即可烧结致密化,比未掺杂的BSTM陶瓷烧结温度降低70℃;掺杂量不同,则B2O3在陶瓷体中的存在形式不同,引起其介电性能相应变化;1480℃下烧结,B2O3掺杂量为0.8%(质量分数)时,10kHz下测得试样的εr为138,tanδ为0.0034,εr可调率达12.6%(3MV/m),性能有所提高。     

钨掺杂CaBi4Ti4O15基陶瓷的介电和铁电性能研究

用固相反应法制备了钨掺杂的铋层状结构铁电陶瓷Ca0.7La0.3Bi4(Ti1–xWx)4O15(x=0,0.025,0.100和0.200)。研究了钨掺杂对其介电、压电和铁电性能的影响。结果表明,当x<0.1时掺钨陶瓷已形成单晶相。Ca0.7La0.3Bi4(Ti0.975W0.025)4O15陶瓷具有最佳性能,其εr为183.15,tanδ为0.00446,d33为14pC/N,2Pr为26.7×10–6C/cm2,2Ec为220×103V/cm。SEM显示CaBi4Ti4O15基陶瓷的晶粒为片状。     

H3BO3掺杂的Ba5Nb4O15陶瓷的烧结及介电性能

采用传统的固相烧结工艺制备了H3BO3掺杂的Ba5Nb4O15陶瓷。研究了H3BO3掺杂量对Ba5Nb4O15陶瓷的相成分、微观结构、烧结以及微波介电性能的影响。结果表明:H3BO3掺杂的Ba5Nb4O15陶瓷中,除主晶相Ba5Nb4O15相外,还生成了BaNb2O6和BaB2O4相;H3BO3能够将Ba5Nb4O15陶瓷的烧结温度降低500℃左右,同时没有显著损害该陶瓷的微波介电性能;当H3BO3掺杂量为质量分数1%时,900℃烧结的Ba5Nb4O15陶瓷具有良好的微波介电性能:εr=38.8,Q×f=48 446 GHz,τf=37.0×10–6/℃。     

Y_2O_3掺杂超细(Ba,Sr)TiO_3基电容器陶瓷的研究

通过sol-gel法制得高纯、超细的Ba0.7Sr0.3TiO3粉体。以液相法掺杂MgO、ZnO、Bi2O3,和Y2O3等物质,得到平均粒径为50nm左右的混合粉体,制备出超细晶BST电容器陶瓷。分析了掺杂Y2O3对BST电容器陶瓷介电性能和显微结构的影响。结果表明:适量的Y2O3掺杂能够明显改善陶瓷介电性能,当w(Y2O3)为0.75%,烧结温度为1200℃时,得到了εr为2538,tanδ为0.006,耐压强度为5.83×103V/mm的BST电容器陶瓷。     

BSTO/RO铁电移相材料的介电性能及应用探讨

采用固相反应法制备了不同组分钛酸锶钡/轻金属或稀土氧化物(BSTO/RO)铁电移相材料。研究了该系材料的介电性能。结果表明:对于Ba0.6Sr0.4TiO3/质量分数为60%RO材料,1MHz下,εr为119,tanδ为0.001;3.37GHz下,εr为110,tanδ为0.004。3×103V/mm偏置场强下,介电调谐率η为12.8%。材料的介电性能基本上达到了相控阵移相器的使用要求。