氧化锌铝陶瓷(AZO)靶材的制备及其电阻性能的测定

采用二步烧结技术制备AZO陶瓷靶材,并采用XRD、SEM和EDS对AZO陶瓷靶材进行表征,研究AZO靶材的电阻性能。结果表明:当Al的掺杂量w(Al2O3)为0.5%时,AZO靶材出现第二相ZnAl2O4;随Al掺杂浓度增加,ZnAl2O4的衍射峰强度逐渐增强,ZnO晶粒尺寸逐渐减小;随着第二步烧结温度θnd的升高,AZO靶材的晶粒尺寸逐渐增大,相对密度也随之增加。靶材的电阻率随θnd增加而降低,且随掺杂浓度升高而增加;在第一步烧结温度θst=1 400℃,升温速率vst=10℃/min,第二步烧结温度θnd=1 350℃和t nd=16 h烧结条件下,AZO陶瓷靶材(w(Al2O3)=1.5%)的电阻率仅为2.9×10-2Ω·cm。     

热压烧结GZO陶瓷致密化与固相反应

以Ga_2O_3掺杂量(质量分数)为3%的ZnO-Ga_2O_3混合粉体为原料,采用热压烧结法制备GZO陶瓷。通过XRD、SEM、阿基米德排水法和四探针法对烧结试样的物相组成、显微结构、密度和电阻率等进行分析表征。结果表明:外加压力能有效降低GZO陶瓷烧结致密化温度;当外加压力为18 MPa时,随烧结温度升高,烧结体的密度和电导率增大;当烧结温度达1150℃时,烧结体密度和电导率达到最大值;但当烧结温度继续增大时,由于晶粒粗化和Zn元素挥发导致试样中气孔长大,试样致密度与导电性呈下降趋势。此外,ZnO-Ga_2O_3混合粉体在烧结温度较低时(1050℃),Ga_2O_3与ZnO固相反应生成ZnGa_2O_4立方尖晶石相;随着烧结温度升高,ZnGa_2O_4将与ZnO继续反应,生成与ZnO六方纤锌矿结构呈共格关系的复杂化合物ZnxGa_2O_(x+3),并且化合物化学式中x值随着烧结温度的升高而增加,化合物晶体结构逐渐接近ZnO六方纤锌矿结构。     

B_2O_3添加对(Zn_(0.5)Mg_(0.5))Nb_2O_6陶瓷微波介电性能的影响

研究了B_2O_3助烧剂对(Zn_0.5Mg_0.5)Nb_2O_6陶瓷的烧结温度、微观结构、相结构及微波介电性能的影响.结果表明,助烧剂B_2O_3的添加有助于降低(Zn_0.5Mg_0.5)Nb_2O_6陶瓷的烧结温度,可以将(Zn_0.5Mg_0.5)Nb_2O_6陶瓷的烧结温度降低到950 ℃.其中掺杂2%B_2O_3(质量分数,下同)的(Zn_0.5Mg_0.5)Nb_2O_6陶瓷,在950 ℃烧结可获得结构致密的烧结体,并且具有较佳的介电性能:ε_r = 20.7,Q×f= 60156 GHz.     

La掺杂BaSnO_3陶瓷的制备及其电性能

以BaCO_3和SnO_2为主要原料,La_2O_3引入La的施主掺杂,采用传统固相反应烧结方法,在1550℃下烧结出致密的纯相BaSnO_3和La掺杂BaSnO_3陶瓷。SEM结果显示,材料结构致密,晶粒生长良好。并研究了La掺杂量和烧结助剂对BaSnO_3陶瓷的晶体结构、形态及电性能的影响。结果表明,烧结助剂SiO_2的微量添加有利于降低烧结温度并促进BaSnO_3陶瓷的致密度。且未掺杂La时,陶瓷的电阻无穷大;掺杂La时,陶瓷导电性能显著提高,特别地,当La的掺入量x=0.04时,其电阻率达到最小值为9×10-3?·cm。     

常压烧结法制备ZnO陶瓷靶材

采用凝胶注模成型技术制备ZnO陶瓷坯体,并在较低温度下常压烧结后获得相对密度达98.6%、晶粒尺寸为1.35μm的陶瓷靶材,研究工艺参数对ZnO陶瓷靶材的相对密度、晶粒生长和电阻率的影响。结果表明:ZnO陶瓷靶材的相对密度随烧结温度升高而增大,在1050℃时达到最大值。适当增大升温速率或延长保温时间都有利于提高其相对密度。晶粒尺寸随升温速率的升高而减小,随保温时间的延长而增大。提高烧结温度和增加保温时间都可降低ZnO陶瓷靶材的电阻率。ZnO陶瓷靶材经1400℃烧结3 h后,获得的电阻率最小(为1.75×10-2?·cm)。     

一步合成法制备Al~(3+)掺杂Ni-Zn铁氧体的烧结制度研究

以分析纯Fe_2O_3、NiO、ZnO、Al_2O_3为原料,并适量配以烧结助剂,掺杂试剂、粘接剂和分散剂,磨细过筛后干压成陶瓷素坯,并一次烧结合成Ni-Zn铁氧体.研究了不同浓度Al3+掺杂Ni-Zn铁氧体的合成与烧结制度.发现Al~(3+)掺杂Ni-Zn铁氧体的合成和烧结具有很强的组成依赖性:随着掺杂Al3+浓度升高,铁氧体形成和烧结的温度升高;含锌铁氧体在相同掺杂Al~(3+)浓度下比纯镍铁氧体更容易烧结,且在更高温度下后者易形成新的非尖晶石相结构.随Al~(3+)掺杂浓度不同,Al~(3+)掺杂Ni-Zn铁氧体在1150～1550 ℃范围内可分别实现一次合成和烧结.     

碳热还原氮化法合成MgAlON

利用重力计,比重仪,SEM,XRD,碳素分析仪,XFS和氧氮分析仪检测了不同加热条件下碳热还原氮化法合成镁阿隆(MgAlON)的密度、微观结构、相组成以及Mg,Al,O,N和C含量,讨论了碳热还原氮化法合成MgAlON的机理.结果表明,加热温度为1100℃时,原料中所有的MgO反应生成镁铝尖晶石(MgAl_2O_(4ss));当加热温度高于1300℃时,发生碳热还原氮化反应,N固溶于MgAl_2O_(4ss)生成MgAlON;由于碳热还原氮化反应不断消耗Al_2O_3,加热温度为1600℃时试样中Al_2O_3大颗粒的尺寸较加热温度为1500℃时的小;随着石墨和Al_2O_3在反应过程被完全消耗,在1650℃下加热获得了单相MgAlON.另外,碳热还原氮化反应中N原子向尖晶石结构MgAl_2O_(4ss)中固溶时导致晶格畸变而使原子间隙扩大,从而Al在MgAlON的固溶量高于其在MgAl_2O_(4ss)中的固溶量.由于碳热还原氮化反应过程产生气体及高温下Mg蒸汽分压较高,即使加热温度提高至1800℃,试样中仍然存在大量密闭气孔.     

Y_2O_3掺杂BaZrO_3显微组织演变及与钛熔体相容性

以BaCO_3、ZrO_2和Y_2O_3为原料的6种配比混合料在1200℃经固相合成Y_2O_3掺杂BaZrO_3粉体,并经冷等静压成型后在1750℃烧结成圆片。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)结合能谱分析(EDS)分析不同Y_2O_3掺杂量对BaZrO_3粉体组成及其对BaZrO_3圆片的显微组织结构和烧结性能的影响。结果表明:Y_2O_3掺杂BaZrO_3主要由BaZrO_3和Ba2YZr O6构成;随着Y_2O_3掺杂量的增加,Ba2YZr O6含量逐渐增加,并出现团聚现象;同时,BaZrO_3晶粒生长受到抑制,导致圆片表面疏松多孔,致密度降低。当原料摩尔比n(BaCO_3):n(ZrO_2):n(Y_2O_3)=0.48:0.47:0.1时,所获圆片相对密度达到97.1%。使用该配比粉料制备坩埚感应熔炼Ti Ni合金后,合金与坩埚无界面反应层存在,也未见明显坩锅组成元素向合金扩散现象,说明Y_2O_3掺杂BaZrO_3是一种非常有潜力的钛合金熔炼制备用耐火材料。     

共沉淀粉末与混合粉烧结ITO靶材的微观组织结构研究（英文）

磁控溅射ITO靶材制备ITO透明导电薄膜作为平板显示、太阳能电池、气敏元件等电子器件的电极材料,需要ITO靶材具有高纯度、高均匀性、高密度、高导电性的特点。对比研究了ITO共沉淀粉与In_2O_3、SnO_2单体混合粉同炉烧结ITO靶材的微观组织结构差异,如:晶粒尺寸分布、晶粒形貌、元素分布、烧结速率等。结果表明:单体混合粉的烧结速率要比共沉淀粉的烧结速率高,但是前者烧结ITO靶材的微观组织结构不及后者烧结的均匀性好。对比而言,共沉淀粉更容易获得结构组织均匀的ITO靶材,但前提是要合理的设计烧结工艺抑制烧结过程中In_2O_3的分解。研究结果将会对提高ITO靶材微观组织均匀性和减少靶材毒化,进而提高靶材生产效率提供有益的参考。     

Cu-Ti掺杂对钡铁氧体显微结构和电磁性能的影响

以Fe_2O_3、Ba CO_3、Cu O和Ti O_2为原料,采用固相烧结法,在经过优化的烧结温度1200℃下进行固相烧结,制备了Cu-Ti共掺杂的钡铁氧体Ba Fe_(12-2)x Cux Tix O_(19)(x=0.00,0.05,0.10,0.15和0.20),并研究了Cu-Ti添加量对钡铁氧体组成,结构和电磁性能的影响。结果表明,掺杂的Cu~(2+)和Ti~(4+)可以进入钡铁氧体晶格中,且在样品中没有观察到第二相;随着Cu-Ti掺杂量的增加所得钡铁氧体的矫顽力逐渐下降,从204.46 k A/m逐渐降低到86.82 k A/m;饱和磁化强度变化很小,在54.61~58.42 A·m~2/kg之间微弱波动;介电常数先增大后减小,但介电损耗正切值几乎不变。     

烧结工艺对ZnO压敏陶瓷微观结构与电学性能影响

以ZnO粉末为主要原料,添加TiO2、Bi2O3、MnO2、Co2O3、Sb2O3为组元,在不同烧结温度(1100~1250℃)与保温时间(1.0~2.5h)下制备ZnO压敏陶瓷。采用SEM观察陶瓷形貌,利用压敏电阻直流参数仪测试陶瓷的电学性能,研究烧结温度与保温时间对陶瓷结构和性能的影响。结果表明,随烧结温度升高,压敏电压、漏电流逐渐降低,而非线性系数先减小后增加。制备ZnO压敏陶瓷的适宜烧结温度与保温时间分别为1250℃、1h,压敏电压为17.0V/mm、漏电流为0.014mA、非线性系数为14.2,陶瓷内部晶粒可长大至128.7μm。     

添加玻璃料对BaSm_2Ti_4O_(12)微波介质陶瓷烧结行为和介电性能的影响

利用固相法制备BaSm_2Ti_4O_(12)(BST)微波介质陶瓷.研究了复合添加Li_2CO_3-B_2O_3-SiO_2-CaO-Al_2O_3(LBSCA)和BaO-B_2O_3-SiO_2(BBS) 玻璃料对BaSm_2Ti_4O_(12)微波介质陶瓷的烧结性能、介电性能、相组成和微观结构的影响.研究表明:复合掺杂10% LBSCA和2%～5% BBS可使烧结温度降至900 ℃.XRD分析表明复合掺杂两种玻璃料的BST陶瓷主晶相为BaSm_2Ti_4O_(12)相,玻璃料以玻璃相的形式存在陶瓷晶粒间.复合掺杂10% LBSCA+3%BBS玻璃料的BST陶瓷可在900 ℃、保温2 h条件下烧结致密,微波介电性能为:ε_r =55.63,Q_f = 4266 GHz,τ_f= -13.5×10~(-6)℃~(-1),这种陶瓷材料有望与纯Ag电极共烧,制作各种多层微波频率元器件.     

(CuO, Fe2O3)掺杂Ag/SnO2电接触材料的物理性能

以CuO、Fe_2O_3为掺杂剂,采用机械合金化方法结合冷压-烧结-热压工艺制备(CuO, Fe_2O_3)掺杂Ag/SnO2电接触材料。利用X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、金属电阻率仪、热导率仪和霍尔效应测量仪等分析了不同掺杂比例Ag/SnO_2电接触材料的微观结构和物理性能。结果表明:热压可显著改善电接触材料中SnO_2颗粒与Ag基体的界面结合;CuO和Fe_2O_3单一掺杂可分别提高Ag/SnO_2电接触材料的导电性能和导热性能,而复合掺杂的Ag-11.5SnO_2-0.3CuO-0.2Fe_2O_3电接触材料的导电导热性能最佳,其电阻率为2.25μΩ·cm,硬度(HV_(0.5))为748MPa,在室温下的热扩散系数和热导率分别为111.4 mm~2/s和338.6 W/(m·K)。复合掺杂的SnO_2增强相对Ag基体的平均润湿角为62.7°,界面润湿效果好;SnO_2与Ag晶粒之间界面结合良好,SnO_2(200)晶面与Ag(111)晶面的界面晶格错配度为14.25%。     

燃料量和温度对固相燃烧合成LiMn_2O_4的影响

以碳酸锰和碳酸锂为原料、淀粉为燃料,研究了温度(500, 600, 700 ℃)和燃料量(0～30%,质量分数)对固相燃烧合成尖晶石型LiMn_2O_4的影响.实验结果表明,通过固相燃烧合成方法在1 h可快速制备高纯度或单相的尖晶石型LiMn_2O_4产物.在500, 600, 700 ℃添加10%～30%淀粉时,可得到主晶相为LiMn_2O_4的产物,但600 ℃时最好.在600 ℃添加20%淀粉时,固相燃烧合成可得到单相尖晶石型LiMn_2O_4产物;在500和700 ℃淀粉量≤10%时,产物中杂相为Mn_2O_3,而淀粉量≥20%为Mn_3O_4.在600 ℃时,淀粉量达到30%产物中才有极少Mn_3O_4出现.温度较低时易生成Mn_2O_3,高温时易生成Mn_3O_4;加热温度相同时淀粉量对产物晶粒的结晶度影响不大,而淀粉量相同时,产物晶粒的结晶度随加热温度而增加.从化学热力学原理的角度探讨了不同温度和燃料量对固相燃烧合成产物组成的影响.     

Y掺杂BaZrO_3的稳定性及抗钛熔体的侵蚀性

使用传统固相合成的Y_2O_3掺杂与未掺杂的BaZrO_3粉料,运用冷等静压和固相烧结技术,制备BaZrO_3和Y掺杂的BaZrO_3坩埚,并用其熔炼富钛合金(Ti_2Ni,含钛量63%,质量分数)。研究Y_2O_3掺杂对Ba Zr O3坩埚侵蚀层及组织形貌的变化,合金熔体受耐火材料元素污染量的变化以及Y_2O_3掺杂BaZrO_3坩埚抵抗钛熔体的侵蚀性。结果表明:1500℃时,Ti_2Ni熔体对掺杂Y_2O_3的BaZrO_3坩埚侵蚀层厚(1700mm),小于未掺杂的BaZrO_3侵蚀层厚度(2000mm);Y掺杂BaZrO_3坩埚内壁晶粒相对完整,仅部分晶界受熔体侵蚀而模糊,未掺杂的BaZrO_3坩埚晶粒受钛熔体侵蚀及冲刷,出现层片状组织,且内壁结构疏松;随着保温时间从5 min增至15 min时,Y掺杂BaZrO_3坩埚熔炼后Ti_2Ni合金中的O和Zr元素均达到平衡;而未掺杂的Ba Zr O3熔炼后Ti_2Ni中O和Zr含量随保温时间增加而增加。热力学计算也支持上述结论,说明耐火材料在Ti_2Ni熔体中的溶解的进行表明促进BaZrO_3坩埚-合金界面反应,Y_2O_3掺杂能改善BaZrO_3稳定性,增强抗钛熔体的侵蚀性,降低其在钛合金中的溶解。     

放电等离子烧结法制备ITO靶材

采用单相的ITO复合粉末经放电等离子烧结法(SPS)快速制备了ITO靶材.研究了SPS的主要工艺参数对ITO靶材致密化的影响.结果表明:靶材的相对密度随着烧结温度的升高而增大,在1000 ℃时达到最大值;在1000 ℃下烧结,延长保温时间使相对密度降低;在较低的温度下烧结时,延长保温时间有利于提高靶材的致密度;相对密度随着烧结压力的增加而增大;升温速率过快不利于靶材的致密化.对烧结试样的相组成和化学成分研究表明:不同温度下制备的ITO靶材均有少量的SnO_2相析出,并有不同程度的失氧,铟锡的质量分数略大于ITO原粉中铟锡的质量分数.     

AZO溅射靶材的热压制备(英文)

按质量比92:2将ZnO和Al2O3粉末采用热压方法制备AZO溅射靶材。研究温度、压力、保温和保压时间等热压工艺条件对靶材相对密度的影响,研究致密化过程中的气孔演化和相结构变化。结果表明:采用分段热压方式,即在压力35MPa下,在温度1050℃和1150℃分别保温保压1h,所制备的AZO靶材具有最大的相对密度99%。在温度为1050℃时,靶材中的闭合气孔率最低;当热压温度低于900℃时,靶材中存在Al2O3相;当温度升高到1000℃以后,Al2O3相消失,但有ZnAl2O4相生成,且ZnAl2O4相随着温度的升高而增加。与无压烧结比较,热压烧结具有烧结温度低、ZnAl2O4相含量低的优点。靶材电阻率随着热压温度的升高和保温、保压时间的延长而降低。在热压温度1100℃、压力35MPa、保温和保压时间10h下制备了电阻率低达3×10-3-Ω·cm的AZO靶材。     

BaO掺杂对10NiO-NiFe2O4复合陶瓷烧结致密化的影响

利用冷压一烧结技术制备BaO掺杂的10NiO-NiFe2O4复合陶瓷,研究BaO掺杂量及烧结温度对10NiO-NiFe2O4复合陶瓷物相组成、显微结构及致密度的影响。结果表明：当BaO掺杂量（质量分数）为0,-4％时,烧结样品中主要含NiO和NiFe2O4,BaO与10NiO-NiFe2O4陶瓷组分反应并形成瞬时液相BaFe2O4和Ba2Fe2O5,且Ba2＋固溶到基体中,促进致密化烧结,降低了烧结致密化温度;1250℃烧结时,1％BaO掺杂样品的相对密度最大,达到98．90％,比未掺杂样品的相对密度提高6．27％;但当BaO掺杂量为2％和4％时,陶瓷样品相对密度基本不变。     

铬掺杂PMS-PZT压电材料的研究

采用固相法制备铬掺杂PMSZT压电陶瓷,研究了在不同烧结温度下铬掺杂Pb1.04(Mn1/3Sb2/3)0 05ZrxTi0.95-xO3+z%(质量分数)Cr2O3陶瓷的介电和压电性能,分析讨论了Cr2O3掺杂量以及烧结温度与相组成,显微结构和电性能的关系.结果表明,Cr2O3掺杂0.6%(质量分数),烧结温度1260℃时,PMSZT压电陶瓷的居里温度最低且电性能优良,ε33T/ε0=1650,tan δ=0.006,d33=328pC/N,Kp=0.63,Qm=2300.     

La_(2/3)Ba_(1/3)MnO_3∶Ag_x多晶靶材制备及其性能

采用化学共沉淀法制备了不同Ag掺杂量的La2/3Ba1/3MnO3∶Agx(x为摩尔分数,x=0.00、0.02、0.08、0.10、0.20)多晶靶材,通过XRD、SEM和R-T对La2/3Ba1/3MnO3∶Agx靶材的结构和性能进行测试分析,实验结果表明:所得样品为正交晶系钙钛矿结构;掺Ag(x=0.02、0.08、0.10、0.20)样品比未掺Ag样品的金属-绝缘转变温度Tp值低;随着烧结温度和Ag掺杂量的升高,金属-绝缘转变温度Tp随之增加;随着Ag掺杂量增加,电阻率归一化值先增大后减小。La、Ba、Mn元素的摩尔分数与理论设计的数值基本相同,O元素在烧结过程中缺失较严重,Ag元素的摩尔分数也较低,这与Ag在高温烧结时的挥发有关。