Ge掺杂对TiO2-Nb2O5-CaCO3压敏陶瓷结构及性能的影响

TiO₂ 压敏电阻是一种典型的非线性电流-电压电子器件, 本文研究了Ge掺杂对TiO₂-Nb₂O₅-CaCO₃压敏陶瓷的非线性系数α和压敏电压E_B的影响。采用传统的球磨-成型-烧结方法成功制备Ge掺杂TiO₂-Nb₂O₅-CaCO₃压敏陶瓷, 用压敏直流参数仪测试样品的非线性系数α、压敏电压E_B和漏电流J_L等电学性质, 并根据相关公式计算样品平均势垒高度。XRD、XPS、SEM和STEM分析表明, Ge掺杂显著改变TiO₂-Nb₂O₅ -CaCO₃压敏陶瓷微结构, 提高非线性系数α和减小压敏电压E_B。当施主Nb₂O₅和受主CaCO₃掺杂浓度分别为0.5mol%时, 掺杂1.0mol% Ge的压敏陶瓷获得了最高的非线性系数和较低的压敏电压(α=10.6, E_B=8.7 V/mm), 明显优于不掺杂Ge的TiO₂-Nb₂O₅-CaCO₃压敏陶瓷。此外, Ge熔点较低, 作为烧结助剂可以降低陶瓷的烧结温度, TiO₂-Nb₂O₅-CaCO₃-Ge压敏陶瓷最佳烧结温度是1300℃。     

Bi2O3掺杂对Nb2O5-TiO2电容-压敏双功能陶瓷的影响

研究了Bi2O3掺杂对Nb2O5-TiO2电容压敏双功能陶瓷材料的烧结温度,相对介电常数,非线性,压敏电压的影响.实验发现,烧结温度为1200℃,Bi2O3掺杂量为0.2%时,非线性系数α高达6.6148;Bi2O3掺杂量为1.0%时,相对介电常数εr高达1.3733×104.烧结温度在1450℃时,压敏电压最低,Eb=1.979 V·mm-1.     

Al2O3掺杂ZnO压敏陶瓷的晶粒生长研究

研究了Al2O3掺杂对ZnO压敏陶瓷晶粒生长规律的影响,应用晶粒生长动力学方程确定了晶粒生长的动力学指数和激活能.实验结果表明,对于Al2O3掺杂ZnO压敏陶瓷,其晶粒生长的动力学指数n等于4,激活能Q等于(400±26)kJ/mol.Al2O3掺杂ZnO压敏瓷的晶粒生长机理是ZnAl2O3尖晶石颗粒在ZnO压敏瓷晶粒边界钉扎过程中Al3+和O2-通过ZnAl2O4尖晶石的扩散.     

Co2O3掺杂对SnO2-Ni2O3-Nb2O5系压敏材料性能的影响

研究并分析了Ni^2＋掺杂和Co^2＋掺杂对SnO2压敏电阻致密度和电学非线性性能的影响。研究了掺Co^3＋对Sno2-Ni2O3-Nb2O5压敏材料性能的影响。实验结果表明，Co2O3在高温下可转变为CoO。Co^2＋的掺入不仅能够增大Sno2-Ni2O3-Nb2O5材料的质量密度，而且在线性系数，在较大程度上提高了Sno2-Ni2O3-Nb2O5压敏材料的性能。     

掺杂Y^3＋对BiFeO3陶瓷电学性能的影响

BiFeO3是少数在室温下同时具有铁电性和磁性的材料之一，实验添加Y^3＋制备Bi1-xYxFeO3（x=0．05，0．1，0．15，0.2）陶瓷，研究了样品的相结构、微现形貌及电学性能。实验结果表明：所制备的陶瓷样品为斜方六面体结构；随Y^3＋添加量的增加，样品电容率增大，介电损耗先减小后增大；样品的剩余极化值Pr从0．132增大到0．160μC/cm^2。     

Co2O3掺杂对SnO2 - MgO- Nb2 O5压敏材料性能的影响

研究了Ｃｏ２Ｏ３含量对ＳｎＯ２－ＭｇＯ－Ｎｂ２Ｏ５压敏材料的密度、非线性特性的影响。实验结果表明,Ｃｏ２Ｏ３不仅能够增大ＳｎＯ２－ＭｇＯ－Ｎｂ２Ｏ５材料的质量密度,而且能提高非线性系数,减小漏电流,在较大程度上提高了ＳｎＯ２－ＭｇＯ－Ｎｂ２Ｏ５压敏材料的性能。     

纳米(ZnO,Al2O3)复合掺杂对3Y2O3-ZrO2材料电性能的影响

以3Y2O3—ZrO2纳米粉和ZnO，A12O3纳米粉为原料，采用交流阻抗谱技术对掺少量ZnO和A12O3的3Y2O3—ZrO2烧结陶瓷进行电性能研究。研究表明：少量纳米ZnO掺杂降低了3Y2O3—ZrO2的电导率，但随着掺人量的增加，电导率开始回升。在ZnO掺杂样品中加入少量纳米A12O3进行复合第二相掺杂，结果提高了3Y2O3—ZrO2材料的电导率。同时少量A12O3的掺人降低了晶粒电导活化能，使得晶粒电导率增加。     

Nb、Y共掺杂对PZT陶瓷微结构和电学性能的影响

研究了在Pb(Zr0.52Ti0.48)O3基体中同时掺入高价离子Y3+和Nb5+后,固溶体Pb1.03-xYx[(Zr0.52Ti0.48)1-x]O3(x=0～0.05)的晶相、微观结构及电学性能.实验结果表明共掺的Y3+和Nb5+离子抑制晶粒生长,改善材料的烧结致密度;随掺杂量x的增加,晶格常数c和晶格四方度c/a减小,晶相由四方相逐渐向菱形相转变,影响晶相和晶格参数的主要因素是Y3+离子;当掺杂量x=0.015时,材料的电性能最佳(介电常数ε33/εo=1366,压电系数d31=-139.8pN/V,e31=-9.2N/V·M,机电耦合系数kp=0.60和剩余极化值Pr=44).     

铌对(Y,Nb)掺杂的二氧化钛压敏-电容性能的影响

研究了铌对(Y,Nb)掺杂的二氧化钛压敏-电容性能的影响.研究中发现掺入0.10mol%Nb2O5的样品显示出最低的视在电场(EB=8.8V/mm)、最高的非线性常数(α=7.0)以及最高的相对介电常数(εr=7.6×104),与样品的晶界缺陷势垒特性、电容和电阻的频谱特性相一致.样品的性能变化可用Nb5+对Ti4+的掺杂取代和该取代存在的饱和值来解释.     

Nb2O5掺杂对TiO2陶瓷性能的影响

在Nb2O5含量x为0.1～1.5%的范围内,研究了Nb2O5掺杂对TiO2压敏陶瓷电性能的影响.发现x＝0.7%的样品显示出最低的压敏电压(Eb=8.57V/mm )以及最高的相对介电常数2.385×104.分析认为Nb2O5掺杂的实质是Nb5 固溶于 TiO2中取代Ti4 使晶粒半导化,但掺杂量受晶格畸变作用有一定限制.     

铝掺杂对氧化锌压敏陶瓷电性能的影响

研究了微量铝(Al)掺杂对氧化锌(ZnO)压敏陶瓷显微结构、电性能和本征点缺陷浓度等方面的影响及其作用机理。研究结果表明, 介电损耗峰值能够在一定程度上反映ZnO压敏陶瓷本征点缺陷浓度, 微量Al掺杂能够引起ZnO压敏陶瓷本征点缺陷浓度的显著降低。氧空位缺陷对应的损耗峰峰值从88.82下降到1.74, 锌填隙缺陷对应的损耗峰峰值从133.38下降到8.14。随着Al掺杂量的增加, ZnO压敏陶瓷平均晶粒尺寸从9.15 μm逐渐下降到6.24 μm, 而压敏电压从235 V/mm逐渐提高到292 V/mm。可见Al掺杂抑制了ZnO压敏陶瓷中本征点缺陷的形成, 而本征缺陷浓度的降低导致材料显微结构和电性能发生明显变化。本文阐述了Al掺杂对ZnO压敏陶瓷本征缺陷的影响机理, 建立了ZnO压敏陶瓷显微形貌、电性能、介电性能和本征点缺陷之间的联系。     

La2O3、Y2O3掺杂对(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3无铅压电陶瓷性能的影响

以(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3为基体,研究了单、双组分掺杂La2O3、Y2O3对BNBT6陶瓷的压电和介电性能及微观结构的影响。XRD分析表明:掺杂La2O3、Y2O3均得到钙钛矿结构。SEM分析表明,分别掺杂0.2%La2O3和0.2%Y2O3使得陶瓷晶粒增大,压电常数提高,双组分掺杂La2O3、Y2O3在掺杂量0.12%La2O3+0.08%Y2O3时,压电常数d33增大到最大值144.6×10-12C/N,介质损耗降低到最小值0.039。     

不同烧结工艺对TiO2基压敏陶瓷电性能的影响

分别采取四种不同的工艺过程,按照配方TiO2+0.3mol%(SrCO3+Bi2O3+SiO2)+0.075mol%Ta2O5制备四种试样.通过压敏电压、非线性系数、复阻抗特性、伏安特性、势垒高度、介电频率特性和损耗频率特性的测定,研究了一次烧成、粉料预烧及预烧方式对TiO2基压敏陶瓷电性能的不同影响.结果表明,采取一次烧成工艺制备的试样具有压敏电压较低(E10mA=7.9 V·mm-1)、介电常数较大(εra=5.88×104)等特性,并从理论上对此作出一定的分析.     

(Sr2+,Bi3+,Si4+,Ta5+)掺杂的TiO2压敏陶瓷中Ta5+的研究

研究Ta2 O5对 (Sr,Bi,Si,Ta)掺杂的TiO2 基压敏陶瓷压敏特性及电容特性的影响 ,发现按配方TiO2 0 .3%(SrCO3 Bi2 O3 SiO2 ) 0 .1 %Ta2 O5配制的样品具有最低压敏电压 (E1 0mA =1 .2V·mm- 1 )、最大相对介电常数 (εra=2 .0 0 2× 1 0 5)及较小非线性系数 (α =2 .6 )。考虑到材料的低压敏电压和大介电常数的要求 ,Ta2 O5最佳掺杂量在 0 .0 85mol%与 0 .1mol%之间。     

V~(5+)-Sr~(2+)共掺杂对TiO_2基压敏陶瓷性能的影响

研究了V~(5+)-Sr~(2+)共掺杂对TiO_2基压敏陶瓷电学性能的影响。采用固相烧结方法制备V~(5+)-Sr~(2+)共掺杂TiO_2样品。利用XRD衍射仪检测物相和SEM测定显微结构。用压敏电阻直流参数仪测定V~(5+)-Sr~(2+)共掺杂TiO_2样品在不同烧结温度和掺杂量下的电学性能。结果表明:掺杂0.35mol%的V_2O_5,XRD衍射仪没有检测到第二相的产生。随着SrCO_3掺杂量以及烧结温度的增加,样品压敏电压和非线性系数都有不同的变化趋势。当烧结温度为1 300℃、Sr~(2+)掺杂量为0.5mol%时,样品的各项电学性能最优:V~(5+)-Sr~(2+)共掺杂TiO_2样品压敏电压达到16.3V/mm,非线性系数α达到5.6。     

La2O3掺杂的SrTiO3陶瓷的介电性质

SrTiO_3陶瓷是一种具有多功能特性的介质材料。用La_2O_3掺杂改性的SrTiO_3陶瓷,可以提高其介电常数和降低介质损耗,对其介电温度特性和介电频率特性也有明显的改善.本文主要报道 La_2O_3对SrTiO_3陶瓷介电性质的影响。     

Sr掺杂对WO3-CeO2低压压敏陶瓷电性能的影响

制备了不同掺量SrCO3的WO3-CeO2系列低压压敏陶瓷．研究结果表明：随着SrCO3掺量的增加，WO3，晶粒尺寸逐渐减小，样品的压敏电压明显增大，非线性系数α先增大后减小．在SrCO3掺量为0．5％（摩尔分数）时，样品表现出较好的压敏性能，其压敏电压可低至9．1V／mm，非线性系数高至3.3．探讨了Sr元素掺杂的作用机理．