Yb掺杂对Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3陶瓷微观形貌及介电性能的影响

采用溶胶-凝胶一步法制备了Yb掺杂锆钛酸钡基陶瓷,陶瓷样品的容温变化率均符合Y5V标准,通过XRD、SEM等分析检测手段对陶瓷样品进行表征。探讨了Yb掺杂量对锆钛酸钡基陶瓷微观形貌、介电常数、容温变化率及介电损耗的影响。研究表明:随着Yb掺杂量的增大,陶瓷的晶粒尺寸有增大趋势,室温介电常数呈现出先增大后减小的变化趋势;当Yb掺杂量为0.06mol%时,陶瓷的晶粒尺寸较小,陶瓷较为致密,其室温介电常数达到最大值18221,介电损耗较小为0.0061。     

Al掺杂对钛酸钡基陶瓷微观形貌及性能的影响

采用溶胶-凝胶一步法制备了Al掺杂钛酸钡基陶瓷。利用XRD、SEM等分析检测手段对陶瓷样品进行表征。探讨了Al掺杂量对钛酸钡基陶瓷相组成、微观形貌、介电常数、介电损耗及介电弛豫的影响。研究表明:Ba Ti O3基陶瓷粉体样品均为单一的钙钛矿结构;随着Al掺杂量的增大,陶瓷的晶粒尺寸逐渐减小,室温介电常数呈现出减小的变化趋势,而居里温度略有增加;当Al掺杂量为0.03mol%时,陶瓷的晶粒大小均匀,其室温介电常数达到最大值3427,介电损耗小于4%。     

Zr掺杂对BaTiO3陶瓷微观形貌及性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了锆掺杂的钛酸钡陶瓷,通过XRD、SEM等分析检测手段对所得锆钛酸钡陶瓷样品进行了表征。系统地研究了Zr掺杂对BaTiO_3基陶瓷相组成、微观形貌和介电性能的影响。结果表明,锆钛酸钡陶瓷样品均为单一的立方相钙钛矿结构,晶粒大小均匀,随着Zr掺杂量的增加,陶瓷晶粒尺寸先增大后减小,孔隙逐渐增多,介电常数先增大后减小,介电损耗先减小后增大。     

钒掺杂钛酸钡基陶瓷的制备和表征

采用溶胶-凝胶一步法制备了钒掺杂钛酸钡基陶瓷,通过XRD、SEM等分析检测手段对粉体和陶瓷样品进行了表征。研究了V掺杂量的不同对钛酸钡基陶瓷相组成、微观结构及介电性能的影响规律。研究表明:样品为四方相钙钛矿结构,随着V掺杂量的增加,陶瓷晶粒尺寸增大,介电常数与介电损耗总体在降低,并使其居里温度向高温方向移动。当陶瓷中V的掺杂量为0.1%(mol)时,介电常数与密度达到最大值,室温介电常数(ε_r)和介电损耗(tanδ)分别为2886和3.56%。     

Nd掺杂钛酸钡基陶瓷的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶一步法制备了Nd掺杂锆钛酸钡基陶瓷,通过XRD、SEM等分析检测手段对样品进行表征。研究了Nd掺杂量的不同对其微观形貌及介电性能的影响。研究表明:随着Nd掺杂量的增大,钛酸钡基陶瓷的晶粒尺寸增大,介电常数呈现出先增大后减小的变化趋势,介电损耗逐渐减小;当Nd掺杂量为摩尔分数0.07%时,陶瓷较为致密,其室温介电常数达到最大值16032,介电损耗较小为0.0046。     

Sm掺杂对Ba_4La_(19.33)Ti_(18)O_(54)陶瓷结构和介电性能的影响分析

主要研究了不同Sm掺杂浓度对Ba4La19.33Ti18O54陶瓷的微波介电性能和微观结构的影响。首先利用常规固相反应技术制备了Sm含量y分别为0.0,0.1,0.3,0.5和0.7的五种Ba4(La1-ySmy)9.33Ti18O54陶瓷样品;室温下在0.3～3.0GHz频率范围内,利用网格分析仪测量了这些样品的介电常数和介电损耗因子;结果表明随着Sm掺杂含量的增大,样品介电损耗明显减小,而介电常数只有微小减少。当Sm掺杂含量y=0.5时,样品的介电性能最好。此外,还利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了样品的微观结构及随微波介电性能的变化。     

Fe掺杂对钛酸钡陶瓷微观结构与介电性能的影响

采用溶胶-凝胶一步法制备了Fe掺杂钛酸钡陶瓷。利用XRD和SEM表征分析了陶瓷样品的物相及微观形貌,并研究了Fe掺杂量的不同对其微观形貌及介电性能的影响规律。研究表明:当Fe掺杂量为摩尔分数0.10%时,晶粒大小均匀,陶瓷致密性最好,其室温介电常数达到最大值2710,介电损耗较小为0.8%。     

MgO掺杂Ca_(0.85)Sr_(0.15)Cu_3Ti_(4.01)O_(12)陶瓷的制备及介电性能

首先研究了Ti缺失和过量对Ca_(0.85)Sr_(0.15)Cu_3Ti_(4+x)O_(12)陶瓷粉体(x=-0.005～0.020)相结构的影响,再采用传统固相法制备了MgO掺杂(0～25 mol%)Ca_(0.85)Sr_(0.15)Cu_3Ti_(4.01)O_(12)陶瓷,主要研究了MgO含量变化对Ca_(0.85)Sr_(0.15)Cu_3Ti_(4.01)O_(12)陶瓷晶相结构、显微结构和介电性能的影响。结果表明:x=-0.005～0.005时有少量的CuO杂相存在,当x=0.010时得到了单一的类钙钛矿结构,Ti含量进一步增加出现了少量的TiO_2杂相;随着MgO掺量的增加,晶粒尺寸逐渐增大,在MgO掺量为1 mol%时,体积密度达到最大为4.98 g/cm~3,相对密度为98.76%。陶瓷的室温介电常数和介电损耗均是先增大后减小,在MgO掺量为5 mol%时,陶瓷的介电常数达到最大值1.01×10~5(10 kHz),介电损耗为0.183。在40～100 kHz频率范围内,介电常数均在4.78×10~4以上,具有良好的频率稳定性。     

Yb_2O_3和Sm_2O_3复合掺杂对锆钛酸钡陶瓷介电性能的影响

以碳酸钡、二氧化锆、二氧化钛等为原料,以Sm_2O_3为掺杂剂和掺杂量为0.5mol%Y_2O_3的锆钛酸钡陶瓷材料为研究对象,采用传统固相法分别于1250℃、1280℃、1300℃、1330℃下制备了陶瓷样品,研究Sm_2O_3加入物对体系介电性能和微观形貌的影响。结果表明,Sm~(3+)掺杂后的陶瓷样品主晶相不变,均为钙钛矿结构;掺杂能起到改善介电常数与介电损耗的作用,随着Sm_2O_3掺杂量的增加,陶瓷样品的介电常数最高至6623.49,而介电损耗最低至0.0145;掺杂还可以改变BZT陶瓷的介电性能,居里温度向室温方向移动,当Sm_2O_3掺杂量x=0.005 mol时,陶瓷样品的介电性能最好。     

La~(3+)掺杂钛酸铋钠基无铅陶瓷的压电性能与介电弛豫行为

采用冷等静压成型和密闭烧结工艺,制备了具有微晶结构的稀土离子La3+掺杂0.9TNa0.5Bi0.5TiO3-0.03K0.5Na0.5NbO3基无铅压电陶瓷体系.研究了该体系陶瓷的相结构,显微结构与介电、压电性能.结果表明:在掺杂范围内(0.015≤x≤0.105),La3+可完全固溶进陶瓷晶格形成单一的钙钛矿相.采用等静压成型工艺可明显改善陶瓷的显微结构,使晶粒细化,进而提高材料的压电性能.该陶瓷具有弥散相变和频率色散特征,为典型的弛豫型铁电体.随着La3+掺杂量的增加,材料的铁电-反铁电相变温度下降,Curie温度提高,相对介电常数、介电损耗和压电常数逐渐减小,弛豫特征愈明显.     

Y掺杂Ca_(1-x)Y_(2x/3)Cu_3Ti_4O_(12)陶瓷的制备及其介电性能研究

采用固相反应法制备了Y掺杂的CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)陶瓷,研究了Y掺杂量对Ca_(1-x)Y_(2x/3)Cu_3Ti_4O_(12)(x=O%,1%,3%,5%)陶瓷的物相结构、微观形貌和介电性能影响,对Y掺杂影响CCTO陶瓷介电性能的机理进行了分析。结果表明:Y掺杂量在1~5 mol%时对CCTO陶瓷的相结构基本无影响;然而,当Y掺杂量达到3 mol%时,CCTO陶瓷的晶粒长大被明显抑制。Y掺杂量为1~3 mol%时,不仅可以提高CCTO陶瓷的介电常数,而且可以同步降低其介电损耗,从而有助于CCTO陶瓷的综合介电性能的提升。     

Bi_4Ti_3O_(12)掺杂(Ba,Sr)TiO_3基电容器陶瓷介电性能研究

采用传统固相法制备了Bi_4Ti_3O_(12)掺杂(Ba_(0.71),Sr_(0.29))TiO_3(BST)陶瓷。研究了Bi_4Ti_3O_(12)掺杂量对BST电容器陶瓷介电性能、物相组成和微观结构的影响。结果表明:随着Bi_4Ti_3O_(12)掺杂的增加,BST陶瓷的相对介电常数逐渐减小,介电损耗先减小然后增大,Bi_4Ti_3O_(12)掺杂后的BST陶瓷仍为钙钛矿结构。当Bi_4Ti_3O_(12)掺杂量为1.6 wt%时,BST陶瓷的综合介电性能最好,εr为3744,tanδ为0.0068,ΔC/C为+1.70%,-44.61%,容温特性符合Y5V特性。     

锌硼硅玻璃掺杂对钛酸钡陶瓷介电性能的影响

用固相法制备了ZnO-B_2O_3-SiO_2(ZBS)玻璃及ZBS玻璃掺杂钛酸钡基介质陶瓷,研究ZBS含量对陶瓷的密度、结构及介电温度特性的影响,研究表明:随着ZBS玻璃的增加,烧结温度逐渐降低,陶瓷晶体的结晶度逐渐减弱,平均晶粒尺寸先增大后减小,所有的样品的介温曲线都出现了双峰结构,室温介电常数先增加后减小,介电损耗逐渐减小。当ZBS含量为1 wt%时,室温介电常数为1127,介电损耗为0.015。烧结温度为1125℃,满足容温变化率(△C/C25℃≤±15%)的工作温度范围为-55～190℃。     

CeO2掺杂(Ba,Sr,Ca) TiO3 基高压电容陶瓷的研究

采用固相烧结法合成0.97(Ba0.6Sr0.3Ca0.1)TiO3·0.03(Bi2O3·3TiO2)陶瓷材料,研究了掺杂稀土氧化物CeO2对陶瓷材料介电性能的影响.随CeO2加入量的增加,材料的介电常数先增大后减小再增大后减小,而介电损耗先减小后增大,击穿场强先增大后减小.当CeO2为0.1wt%时,介电常数最大,εr=2384.当CeO2为0.2 wt%时,获得了介电常数为1730,介电损耗为0.0060,耐压为13.125 kV/mm的高压低损耗陶瓷电容器瓷料.利用SEM分析了不同CeO2加入量时样品的断面形貌,结果表明:CeO2可以抑制晶粒生长,细化晶粒,形成固溶体,而过量的CeO2偏析于晶界.     

Sm掺杂对Ba4La19.33Ti18O54陶瓷结构和介电性能的影响分析

主要研究了不同Sm掺杂浓度对Ba4La19.33Ti18O54陶瓷的微波介电性能和微观结构的影响。首先利用常规固相反应技术制备了Sm含量y分别为0、0．1、0．3、0．5和0．7的5种Bat（La1-y,Smy）9.33T18O54陶瓷样品;室温下在0．373．0GHz频率范围内,利用网格分析仪测量了这些样品的介电常数和介电损耗因子;结果表明随着Sm掺杂含量的增大,样品介电损耗明显减小,而介电常数只有微小减少。当Sm掺杂含量y=0．5时,样品的介电性能最好。此外,还利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了样品的微观结构及随微波介电性能的变化。     

La_2O_3掺杂(Bi_(0.5)Na_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)TiO_3陶瓷的介电和压电性能的研究

用固相反应法制备La2O3掺杂的铁电陶瓷(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3(BNBT6)。X射线衍射曲线表明掺杂0-0.6wt%La2O3的BNBT6为钙钛结构。研究了La2O3掺杂对BNBT6陶瓷介电性能和压电性能的影响。结果表明La2O3掺杂量为0.3wt%的BNBT6陶瓷综合性能最佳,其中介电常数为1981.4,介电损耗为0.0625和压电常数为145pc/N。SEM图象表明La2O3掺杂提高了陶瓷的致密度。     

Mn离子掺杂对Ba_(0.2)Sr_(0.8)Zr_(0.18)Ti_(0.82)O_3陶瓷烧结和电学性能的影响

采用溶胶凝胶法制备x Mn-Ba0.2Sr0.8Zr0.18Ti0.82O3(BSZT)(x=0mol%、1mol%、2mol%、3mol%)的陶瓷粉末,以传统工艺制备Mn离子掺杂的BSZT陶瓷。研究Mn离子掺杂浓度对BSZT陶瓷烧结特性、物相结构、介电性能、击穿场强以及储能密度的影响。结果表明,Mn离子掺杂降低了BSZT陶瓷的烧结温度,同时降低其介电常数以及介电损耗,提高了击穿场强和储能密度。在1400℃下烧结的2mol%Mn离子掺杂BSZT陶瓷较未掺杂BSZT陶瓷的烧结温度降低了100℃,相对密度为96.3%;1 k Hz处介电常数约为497、介电损耗为3.6%;最大击穿场强为12.595 k V/mm;最大储能密度为0.374 J/cm3。     

Y~(3+)掺杂对Ba_(0.99)La_(0.01)TiO_3陶瓷介电性能的影响

以Ba_(0.99)La_(0.01)TiO_3陶瓷为基体,采用传统固相反应法制备Ba_(0.99)La_(0.01)Ti_(1-x)Y_xO_3(0≤x≤0.04)陶瓷样品。通过XRD、SEM、LCR分析仪对陶瓷样品的晶体结构、微观形貌、介电性能进行了分析。结果表明:随着掺杂量增加,晶胞体积逐渐增大,在x=0.04时由四方相转变为立方相,当x≥0.01时,陶瓷样品出现了第二相。结合GULP代码模拟计算和实验数据可知陶瓷中Y~(3+)取代Ti位,主要存在Y~(3+)与La~(3+)相互补偿和氧空位补偿。在x=0.02时,陶瓷发生了半导化,介电常数较大。介电常数峰值温度随着掺杂量的增大向低温方向移动,介电峰被展宽并呈现弛豫铁电体特征。     

多铁性复合陶瓷的制备及电磁性能研究

采用传统的固相反应法制备了钛酸钡与铁氧体的多铁性复合陶瓷。XRD和SEM测试表明,复合陶瓷由四方相的BaTiO_3陶瓷和Co-Ti掺杂的铁氧体混合物组成。磁性和铁电性能测试表明,复合陶瓷同时表现为室温下的铁磁性和铁电性共存。复合物的饱和磁化强度随着铁氧体含量的增加而增加;而饱和极化强度,剩余极化强度和矫顽场随铁氧体含量的增加而减少。复合陶瓷的介电常数在更高的频率时随铁氧体含量的增加而减小,而介电损耗随着铁氧体含量的增加而增加。     

CaTiSiO5掺杂对钛酸钡锶陶瓷介电性能的影响

采用传统固相烧结法,利用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法系统研究了CaTiSiO5掺杂量对(Ba,Sr) TiO3(barium strontium titanate,BST)基电容器陶瓷介电性能和微观结构的影响.结果表明:CaTiSiO5掺杂的BST陶瓷材料的介电损耗都比较小,但是对材料居里峰的移动和展宽效应都明显.随着CaTiSiO5掺杂量的增加,BST陶瓷的介电常数(εr)先增大然后减小,介电损耗(tanδ)先增大然后减小,变化不大,交流耐压强度(Eb)先增大然后减小,容温变化率先减小然后增大.当掺杂CaTiSiO5质量分数为0.8％时,BST陶瓷的综合介电性能较好:介电常数(εr)=2540,介电损耗(tanδ)=0.0036,耐压强度(Eb)=5.6 kV/mm(AC),在-30～85℃温度范围内,容温变化率为-18.9％ ～ 20.6％,容温特性符合Y5S特性.