Al2O3/BaxSr1-xTiO3复相陶瓷的凝胶注模制备与微观结构

采用凝胶注模工艺制备出了Al2O3/Ba0.6Sr0.4TiO3复相陶瓷坯体.重点研究了料浆的流变学特性和凝胶化机理.研究表明,Al2O3/Ba0.6Sr0.4TiO3复相陶瓷水基料浆呈现"剪切变稀"行为,单体和交联剂含量和引发剂、催化剂的加入量都对固化速度有着直接的影响.在对Al2O3/Ba0.6Sr0.4TiO3烧结体研究时发现由于Ba0.6Sr0.4TiO3的加入,内部晶粒最终都形成规则的平面六角结构.     

SrBaNb-SrBaTi复合陶瓷的制备和介电性能研究

采用传统固相反应法分别制作了SrxBa1–xNb2O6(x=0.3,0.4,0.5,0.6)和Sr0.6Ba0.4TiO3单相陶瓷以及两相混合的复合陶瓷。结果表明,该制备方法简单,能够精确控制复合陶瓷中SrxBa1–xNb2O6和Sr0.6Ba0.4TiO3的组分含量,其中Sr0.6Ba0.4Nb2O6与Sr0.6Ba0.4TiO3按摩尔比1∶1混合所得复合陶瓷样品的介电温度特性最佳,10kHz下在25～60℃温度范围内αε为3.224×10–7,tanδ小于0.7×10–2。     

凝胶固相反应法合成亚微米级钛酸锶钡陶瓷粉体

以TiO2和BaCO2,SrCO3粉体为原料,采用凝胶固相反应法合成了亚微米级Ba—Sr0.4TiO3陶瓷粉体。对凝胶固相反应过程进行了DSC热分析,并观察和测定了合成粉体的微观形貌、相结构和粒度分布。结果表明：Ba0.6Sr0.4TiO3粉体合成温度对应于857℃,在900～1000℃温度范围煅烧均可获得颗粒尺寸约0．5μm、粒径分布均匀的Ba0.6Sr0.6TiO3粉体。试验结果表明,凝胶固相合成Ba0.6Sr0.4TiO3的粉体粒径取决于原料粉体尺寸,经高温煅烧后因各组元元素的互扩散导致粉体粒径有所长大,要获得更细的合成粉体应采用更细的粉体原料。     

Dy2O3对钛酸锶钡基陶瓷结构及介电性能的影响

采用传统固相法制备Dy2O3掺杂(Ba0.7Sr0.3)TiO3系电容器介质陶瓷,通过扫描电镜、X线衍射仪及LCR测试系统,研究不同含量的Dy2O3对体系微观结构及介电性能的影响.结果表明,随着Dy2O3添加量的增大,(Ba0.7Sr0.3)TiO3陶瓷平均粒径减小且Dy2O3掺杂(Ba0.7Sr0.3)TiO3陶瓷均为钙钛矿结构单相固溶体.Dy2O3通过占据钙钛矿晶格A、B位引起(Ba0.7Sr0.3)TiO3陶瓷晶格畸变,体系自发极化能力降低,进而显著降低了体系室温相对介电常数及介电损耗.随着Dy2O3添加量的增大,(Ba0.7Sr0.3)TiO3陶瓷居里温度向负温方向移动,且体系的相对介电常数及介电损耗随温度变化显著.     

MgO掺杂对Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷性能的影响

采用常规陶瓷加工成型及烧结工艺,研究了在Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)陶瓷中掺杂1.0%,20.0%,40.0%,60.0%(质量分数)的MgO后介电性能的变化规律。又通过对微波介质性能的测量,绘制出Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)陶瓷随温度变化的相变图及其介电常数和可调谐率随MgO掺杂量变化的曲线。     

钛酸锶钡纳米粉体与陶瓷的制备及性能

以低成本钡、锶的碳酸盐替代醋酸盐为原料,采用溶胶-凝胶法制备了Ba0.6Sr0.4TiO3超细粉体,成型后分别在1 300℃和1 330℃下烧结成瓷。采用DTA-TG、XRD、SEM、精密电感电容电阻数字电桥(LCR)测试仪分别对凝胶的晶化过程、粉体的物相结构、烧结体的晶粒形貌、陶瓷的介电性能进行了测试分析。结果表明,在750℃可合成出平均晶粒尺寸为20 nm的立方相Ba0.6Sr0.4TiO3粉体;其陶瓷烧结体的介电损耗在室温附近可降低约至0.002,且温度稳定性良好;随着陶瓷晶粒平均尺寸的降低,居里温度向负温方向移动,其介电峰有弥散化趋势;外加直流电场为10 kV/cm时样品的介电可调谐性可达65%。     

Sb2O3对富钛型钛酸锶钡基陶瓷结构及性能的影响

采用传统固相法制备Sb2O3掺杂(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3系介电陶瓷,通过扫描电镜、X线衍射仪及LCR测试系统,研究不同含量的Sb2O3及烧结工艺参数对TiO2过量的钛酸锶钡体系微观结构及介电性能的影响。结果表明,随Sb2O3掺杂量增大,(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3陶瓷由立方钙钛矿结构单相固溶体转变为多相化合物。在TiO2过量的(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3陶瓷中,Sb3+进入钙钛矿晶格A位。Sb2O3添加量较大时,(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3基陶瓷晶粒异常长大,粒径分布不均匀,且有柱状晶粒出现。随Sb2O3掺杂量增大,(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3基陶瓷居里温度及介电常数峰先增大后减小。提高(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3基陶瓷的烧结温度并延长保温时间有利于改善Sb2O3掺杂量较高时(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3基陶瓷室温的介电性能。     

不同施主掺杂对(Sr0. 3Ba0. 7) T iO 3 系热敏L PTC 电阻率的影响

本文研究了Nb2O5、Y2O3或Sb2O3不同施主掺杂对(Sr0.3Ba0.7)TiO3热敏陶瓷LPTCR的影响,并讨论了不同施主掺杂的不同半导体机理。发现在本实验条件下掺Nb的（Sr0.3Ba0.7)TiO3热敏陶瓷为缓变形LPTC,掺Sb和Y的（Sr0.3Ba0.7)TiO3热敏陶瓷为突变形LPTC,且掺Sb的LPTC线性度最好,线性温区较宽。     

B2O3-Li2O掺杂对丝网印刷Bao.6Sr0.4TiO3厚膜微观结构及介电特性的影响

采用丝网印刷工艺并通过有效掺杂B2O3-Li2O制备出了一致性和可重复性良好的Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)厚膜.系统研究了B2O3-Li2O掺杂对BST厚膜的低温烧结特性、微观结构、相构成及介电性能的影响.结果表明:随着B2O3-Li2CO3含量的增加,BST厚膜的烧结温度逐渐降低,晶粒尺寸和介电常数显著变小...     

助烧剂对复合PTC材料微观结构和电性能的影响

将金属Ni加入到(Ba,Sr)TiO3陶瓷基质中来制备低阻复合PTC材料.复合材料在石墨粉形成的弱还原气氛下烧成后,Ni主要以单质态存在.研究了添加Al2O3-SiO2-TiO2 (AST)与PbO-B2O3-ZnO-SiO2玻璃料对复合材料微观结构和电性能的影响.与AST一样,玻璃料可作为复合材料的烧结助剂,更突出的是玻璃料能实现金属Ni在陶瓷基质中的均匀分布.从烧结助剂引起的陶瓷基质和金属分布两方面的变化来讨论复合材料的电性能.采用玻璃料作为烧结助剂,复合材料获得了较低的室温电阻率和较高的升阻比.     

稀土掺杂BTO基纳米陶瓷的制备及介电性能

采用"连续有序可控爆发式成核"纳米粉体制备技术,以BaCl2、SrCl2.6H2O、TiCl4为原料制备了BaxSr1–xTiO3及BaxSr1–x–yGdyTiO3纳米粉体和陶瓷,研究了所制粉体和陶瓷的微观结构及性能。结果表明:所制纳米粉体分散性好,粒径分布范围窄,平均粒径小于40nm;BaxSr1–xTiO3介电常数随锶掺杂量的增加有增大的趋势,在1 325℃烧结得到的Ba0.7Sr0.3TiO3陶瓷的介电常数最大,达到30 000 F/m。BaxSr1–x–yGdyTiO3介电常数随Gd掺杂量的增加趋于减小,在1 325℃烧结得到的Ba0.8Sr0.18Gd0.02TiO3的介电常数最大,达到近25 000 F/m。     

95%Al2O3陶瓷Mo-Mn金属化层烧结机理研究

通过对95%Al2O3陶瓷Mo-Mn金属化层烧结前后显微结构的分析,对不同Mo含量金属化配方的块状烧结体及高纯高致密Al2O3陶瓷表面金属化层显微结构的研究,探讨了95%Al2O3陶瓷Mo-Mn金属化层的烧结过程,揭示了Mo骨架结构中Mo颗粒间气孔形成的机理.     

BST薄膜非线性特性及机理研究

钛酸锶钡(BaxSr1-xTiO3,简称BST)薄膜具有非线性强、漏电流小、居里温度可调等特点,因而在介质移相器、压控滤波器等方面有着广泛的应用前景。笔者对BaxSr1-xTiO3(x=0.45~0.90)系列陶瓷的晶体结构和介电性能、膜厚均匀性控制、BST薄膜的微结构(包括组成、晶体结构和电畴等)和介电非线性尺度效应、铁电薄膜介电非线性模型、薄膜型介质移相器的设计和制作等重要问题进行了研究,取得了以下研究结果:通过研究靶基中心不重合的磁控溅射系统,建立了平面磁控溅射膜厚分布的数学模型,提出了采用T=∫Ld(x,y)ds=∫0td(ξ(t),ψ(t))ξ'2(t)+ψ'2(t)dt来描述靶基中心不重合的平面磁控溅射的膜厚分布情况。在靶基距为72mm、公自转转速比为5.3的条件下,采用自行设计的射频磁控溅射设备和φ100mm靶材制备的BST薄膜膜厚均匀性偏差为2.8%。采用压电力显微镜(PFM)研究了BST薄膜中电畴的类型和尺寸。不仅证实BST薄膜中存在90°铁电畴,而且确定了BST薄膜由多畴转变为单畴结构的晶粒临界尺寸(单畴临界尺寸)为31nm左右。通过研究BST薄膜的介电非线性尺度效应,发现晶粒尺寸和膜厚对薄膜的介电非线性具有重要的作用。随着晶粒尺寸和膜厚的增加,BST薄膜的介电系数、介电系数变化率都逐渐增大。晶粒尺寸对单畴态薄膜的介电系数电压变化率和矫顽场强影响特别显著,而对多畴态薄膜的介电系数电压变化率和矫顽场强影响不明显。在上述实验研究的基础上,对铁电材料的介电非线性机理进行了研究。首先,从简单、实用的角度出发写出表征P(E)和ε(E)非线性的数学多项式,根据介电偏压特性曲线和电滞回线的特征值和连续性原理,给出边界条件和初始条件,解出表达式中的各项系数,从而建立了铁电晶体的介电非线性模型。然后,采用理想的晶粒–晶界几何模型,画出铁电陶瓷材料的等效电路,引入晶粒和晶界的大小,从而建立了铁电陶瓷的介电非线性模型。再采用理想二极管等效界面势垒,得到薄膜型平板电容器等效电路,引入膜厚和界面厚度两个尺度变量,从而建立了铁电薄膜的介电非线性模型。最后,利用文献的数据和曲线对模型进行了验证,模拟得到的曲线与实验得到的曲线变化趋势基本一致,表明该模型可以较好地解释铁电材料(包括陶瓷和薄膜)的介电非线性特性及其随晶粒大小、膜厚和界面厚度等尺度变化的规律。对薄膜型介质移相器的设计、制作和测试进行了研究。采用ADS和HFSS软件进行仿真,设计出了分布式电容负载型铁电薄膜介质移相器的电路结构和各部分的尺寸;采用改进的剥离工艺,制作出了电极线条整齐的铁电薄膜介质移相器;采用矢量网络分析仪,在频率为35GHz、控制电压为40V条件下,测得介质移相器的移相度为180°,插损为9.7dB。     

高纯、细晶Al2O3陶瓷的Mo-Mn金属化机理研究

通过对高纯、细晶Al2O3陶瓷金属化层、金属化层被酸腐蚀后的陶瓷表面显微结构及金属化层中元素在金属化层与陶瓷中的分布情况分析,探讨了高纯、细晶Al2O3陶瓷的Mo-Mn金属化机理。研究发现高纯、细晶Al2O3陶瓷的金属化机理与95%Al2O3陶瓷存在很大不同,高纯、细晶Al2O3陶瓷金属化时,Al2O3相通过溶解-沉淀传质过程,细小颗粒和固体颗粒表面凸起部分溶解,并在金属化层中的较大Al2O3颗粒表面析出。在Al2O3颗粒生长和形状改变的同时,金属化层形成致密结构,完成了烧结,实现了金属化层与高纯、细晶Al2O3陶瓷的紧密结合。     

低温烧结BaxSr1-xTiO3玻璃陶瓷

采用溶胶–凝胶法制备出均匀的Ba-Sr-Ti-Pb-B-Si-O凝胶玻璃,通过适当的热处理,原位析出BaxSr1-xTiO3(BST)微晶,同时在一定温度下获得Pb-B-Si-O玻璃相。玻璃相的存在降低了BST玻璃陶瓷的烧结温度:烧结温度在1 000℃以下,体积密度达到理论密度的90%以上。由于Pb2+取代了Ba2+、Sr2+,形成PbTiO3,导致了BST玻璃陶瓷的居里温度向高温方向移动。     

激光熔覆纳米Al2O3复合陶瓷涂层的组织结构

研究了 4 5 #钢表面激光熔覆纳米Al2 O3 复合陶瓷涂层的微观组织结构、显微硬度和磨损特性。结果表明 ,激光熔覆层由α-Al2 O3 和TiO2 以及Al2 O3 纳米颗粒组成 ,在激光的作用下 ,消除了原来等离子喷涂层的片层状组织 ;纳米颗粒仍然保持纳米尺度 ,填充在涂层的大颗粒之间 ,起着桥连的作用 ;同时涂层气孔率的降低使涂层致密化程度得以提高 ,纳米Al2 O3涂层的显微硬度较高 ,且其耐磨性能明显优于等离子Al2 O3 +1 3%TiO2 喷涂层     

Ho3+掺杂Al2O3粉体、薄膜的结构及其发光性能

采用高能球磨法及脉冲激光沉积法(PLD)分别制备了不同浓度的Ho3+∶Al2O3纳米粉体及薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、分光光度计、荧光光谱仪等分析手段研究了Ho3+离子掺杂对Al2O3结构及发光性能的影响。XRD图谱显示粉体样品为六方α-Al2O3结构,薄膜样品为体立方γ-Al2O3结构。1wt%Ho3+掺杂的Al2O3纳米粉体在454nm、540nm附近出现由Ho3+离子能级跃迁引起的吸收峰。采用579nm的激发光源对样品进行荧光光谱检测,发现两种样品在466～492nm波段均出现F+心所引起的缺陷发光峰,且发光峰的强度随Ho3+浓度的增加而增强。     

厚膜集成精密线性热敏电阻器及其应用

介绍厚膜集成ＮＴＣ热敏电阻器的设计原理、主要特性和特点。在０～１００℃的温区内，线性偏差≤０．２５％，灵敏度为４０～５０Ω／℃，互换精度达±０．５℃。为家电产品和生产设备的数字化和微机化推出了新型ＮＴＣ元件。     

氧化锆陶瓷注凝成型工艺的研究进展

介绍了ZrO2陶瓷的注凝成型工艺原理,浆料分散机理和素坯干燥理论,对低毒、无毒凝胶体系开发及ZrO2超细粉注凝成型的研究进展进行了综述,重点分析了pH值、分散剂、粉体特性及固相含量对ZrO2注凝成型浆料流变性能的影响,对ZrO2陶瓷的注凝成型工艺发展趋势进行了展望。     

纳米YAG/Al2O3复相陶瓷材料性能与微观结构研究

采用高分子网络凝胶法直接制备YAG纳米粉体，XRD结果表明，所得粉体具纯的YAG相，平均粒径在30nm。通过热压烧结得到了致密YAG／Al2O3烧结体。所得的致密体材料为晶内型和晶间型混合分布。其抗弯强度达498．56MPa，比单相Al2O3陶瓷有大幅度提高。