钇铁氧体(YIG)的加入对锆钛酸钡(BZT)介电性能的影响

采用固相方法制备组分为xBZT-(1-x)YIG(其中x=1,0.95,0.85,0.65)的铁电铁磁复合材料,研究铁磁材料Y3Fe5O12(YIG)的加入对铁电材料Ba(ZrTi)O3(BZT)的物相结构和介电性能的影响。研究表明,YIG加入BZT后,复合材料由BZT和YIG两相组成,且两相能独立存在,没有发生相互反应。复合材料的介电损耗峰随频率的增加向温度高的方向移动。复合材料的介电常数随着频率的增大而减小,随着铁磁相YIG量的增多而逐步减小;且居里峰随着铁磁相YIG量的增多而逐步地压低并宽化,与BZT相比,复合材料BZT/YIG的介电常数受温度的影响要小得多,即介电常数随温度的变化较平缓,有望成为高介热稳定电容器陶瓷材料。     

超细(Ba,Sr)TiO_3基陶瓷电容器的掺杂改性研究

为了得到性能优良的超细电容器陶瓷,采用改进的溶胶￣凝胶法制备高纯、超细Ba0.7Sr0.3TiO3粉体,所得粉体平均粒径为50～100nm。同时掺杂MgO,ZnO,MnO,Bi2O3,Y2O3等物质,利用(Ba,Sr)TiO3混合粉体研究超细晶(Ba,Sr)TiO3(BST)功能陶瓷的制备,并分析微量元素的掺杂和烧结温度对BST陶瓷介电性能和表面显微结构的影响,得到了介电常数为2203,介质损耗为0.004的BST陶瓷。     

BST-BZN复相陶瓷的烧结行为和介电性能

用草酸盐共沉淀工艺制备高反应活性Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)粉体,添加10%(质量分数)的Bi2O3·ZnNb2O6(BZN)为烧结助剂,采用传统陶瓷制备工艺制备BST-BZN复相陶瓷。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别研究BST-BZN的微观形貌和晶相组成,并测试BST-BZN复相陶瓷的介电性能参数。结果表明,添加BZN使BST的烧结温度由1350℃降低到1050℃,BST晶粒粒径约为1μm,烧结过程BZN与BST发生固溶反应,BST的XRD衍射峰向低角度偏移。BST-BZN具有良好的介电常数温度稳定性,但是由于少量Bi3+对Ba2+/Sr2+的取代、晶粒的细化、晶界相比例增多等原因导致BST-BZN可调率降低,1kV/mm的偏场作用下其可调率只有0.15%。     

BST-BSL体系的烧结行为和介电性能

采用草酸盐共沉淀工艺制备高反应活性Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)粉体,添加适量的B2O3-SiO2-Li2O(BSL)为烧结助剂,采用传统陶瓷制备工艺制备BST-BSL复相陶瓷。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分别研究BST-BSL的微观形貌和相组成,并测试BST-BSL的介电性能参数。结果表明:添加的少量B2O3-Li2O-SiO2在烧结过程中与BST主晶相发生复杂的化学反应,使BST的烧结温度由1 350℃降低到1 000℃以下;B2O3-Li2O-SiO2的添加大幅改善BST的介电常数温度稳定性,引入的非铁电第二相对BST铁电性的‘稀释作用’使BST-BSL的可调率降低,但由于烧结助剂的添加量少,使BST-BSL在1 kV/mm外加偏场下的可调率仍在5%以上。     

ZrO2掺杂BSTO/MgO复相铁电陶瓷的研究

在Ba0.55Sr0.45TiO3(BSTO)与质量分数为55%的MgO混合的基础上,进行ZrO2掺杂的系统研究。结果表明,随着ZrO2掺入量的增加,BSTO/MgO材料的损耗基本保持不变,调谐性显著提高,但过量的ZrO2掺杂使得材料的调谐性降低。当ZrO2掺杂1%(摩尔分数)时,BST/MgO材料的介电常数为117,介电损耗为3.95×10-3(3.2GHz),介电常数调谐性达9.9%(2.0kV/mm)。利用电介质理论分析ZrO2对BST/MgO材料介电性质的改性机理。     

等离子喷涂制备压电石英膜材料及性能分析

采用大气等离子喷涂技术制备SiO2膜压电材料,利用XRD和SEM研究其组织结构,同时对其介电常数ε、介电损耗tanδ、压电常数d33、机械品质因数Q等性能进行测试。结果表明:采用大气等离子喷涂工艺可制备出相结构主要由α-石英和α-方石英共同组成组织较为致密、缺陷较多的SiO2压电膜,压电常数d33和介电常数εr随膜厚度的增加而增加,介电损耗tanδ随膜厚度的增加而减小;介电常数εr、介电损耗tanδ、机械品质因数Q随频率的增加而减小,当SiO2膜厚为5mm,压电常数d33最大值为2.3 pC/N。     

Li2CO3对低温烧结PZT压电陶瓷性能的影响

采用传统固相法在1 050℃烧结温度下制备Pb0.995Cd0.005(Zr0.965Ti0.035)O3(PZT)压电陶瓷材料,研究Li_2CO_3的加入对PZT陶瓷材料的烧结和压电、介电性能的影响。结果表明,加入质量分数为0.10%的Li2CO3时Pb0.995Cd0.005(Zr0.965Ti0.035)O3压电陶瓷综合性能最佳:烧结密度为7.46 g/cm3,d33为70 p C/N,εT为273,tanδ=0.020。该材料可作为制备叠层压电陶瓷元器件的候选材料。     

化学共沉淀工艺制备钛酸锶钡纳米粉体

以硝酸钡、硝酸锶、草酸和钛酸丁酯为原料,采用草酸盐共沉淀法制备草酸氧钛锶钡(BSTO,Ba0.6Sr0.4TiO(C2O4)2·4H2O)前躯体粉体,将该前躯体800℃煅烧4h得到钛酸锶钡(BST,Ba0.6Sr0.4TiO3)纳米粉体。用差热分析仪研究BSTO的热分解过程,用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)研究钛酸锶钡粉体的相组成和微观形貌。结果表明:BSTO前驱体的热分解过程可以分为失去结晶水、草酸氧钛跟(TiO(C2O4)22-)分解和BST结晶化3个阶段;所制备的钛酸锶钡粉体为高纯立方晶相,粉体呈类球状,平均粒径约为100nm。     

溶胶形成温度对BNT陶瓷压电介电性能的影响!

为了研究溶胶-凝胶方法对BNT基无铅压电陶瓷压电、介电性能的影响,采用溶胶-凝胶法合成了具有单一钙钛矿结构的(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3超细粉料。研究结果表明,前驱体液的pH值控制在7～9范围内,溶胶形成温度为70℃时,可以制得均匀透明的溶胶;根据XRD研究结果,凝胶在700℃下热处理2 h后可形成单一钙钛矿结构的超细粉料。分析了材料的压电、介电性能随溶胶形成温度与烧结温度的变化。根据试验结果,认为溶胶比较适宜的形成温度为70℃,虽然溶胶-凝胶方法制备的BNT无铅压电陶瓷的介电性能受到一定的影响,但其压电性能得到了提高。     

聚偏氟乙烯/纤维复合材料的介电性能研究

通过静电纺丝技术制备钛酸铜钙纳米纤维,用化学镀在纤维表面镀镍,获得钛酸铜钙(镍)复合纤维(CCTO(Ni)),以此为填充相,制备聚偏氟乙烯(PVDF)基复合材料.用X射线衍射、红外光谱和扫描电镜表征显微组织,用宽频介电频谱分析仪测试介电特性参数,研究填充相浓度和磁场处理条件对PVDF基复合材料微观结构和介电性能的影响.结果表明:CCTO纳米纤维表面较均匀附着了纳米镍颗粒,与PVDF聚合物形成两相复合结构.纳米复合纤维的引入能促进β晶相PVDF的形成或转化,且在聚合物中呈"搭接"形貌分布;磁场处理温度、强度和时间增强,能促进PVDF基复合材料介电性能提升;在150℃、1.0 T和30 min的磁场时,20％填充量的PVDF基复合材料介电常数高达44.6,较纯PVDF提高约4倍,且介质损耗保持0.22的较低水平.     

超音速等离子喷涂Cr_2O_3-TiO_2涂层的组织及摩擦学性能

为研制一种高炉风口用耐高温、耐磨损涂层材料,采用超音速大气等离子喷涂法在铜合金(Cr Zr Cu)基体上制备Cr_2O_3-TiO_2复合涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、图形软件(Image-Pro Plus 3.0)和显微硬度计对Cr_2O_3-TiO_2复合涂层的显微组织进行表征,利用销盘式摩擦磨损仪在室温干滑动磨损条件下测试涂层的摩擦学性能。结果表明:喷涂后涂层与初始粉末的物相成分相近,主要是Cr_2O_3和TiO_2(金红石相),不同的是涂层中发现少量的低价氧化钛(TiO_2-x);涂层的截面组织比较致密,为典型的波浪形堆叠结构,孔隙率为1.16%,显微硬度为1 573HV0.3;涂层的断口形貌主要由短轴晶组成,另有少量熔融不完全颗粒。摩擦磨损试验表明:涂层的摩擦因数在0.4左右,平均磨痕宽度为354.8μm,磨损体积为21.75 mm3;磨损机制主要为塑性变形生成的平滑表面摩擦膜及少量疲劳脆断导致的涂层材料剥落。Cr_2O_3-TiO_2复合涂层具有自润滑特性,能够有效地防止基体材料的磨损。     

ZnMn2O4陶瓷的固相法合成及其电性能

采用传统固相合成工艺制备ZnMn2O4陶瓷,借助XRD、SEM等分析手段确定制备ZnMn2O4陶瓷所需的最佳预烧温度和烧结温度,研究不同烧结温度对ZnMn2O4陶瓷交流阻抗谱的影响。介绍了ZnMn2O4薄膜的制备和阻变特性。结果表明:ZnMn2O4陶瓷的最佳预烧温度和烧结温度分别为750、1 100℃;在750℃预烧、1 100℃烧结温度条件下,几乎没有气孔;ZnMn2O4陶瓷模拟等效电路为(R(C(RQ))),低频区电荷扩散属于平面无限扩散过程,高频区界面阻抗近似无穷大;介电常数随烧结温度的增大而减小,介电损耗随烧结温度的增大而增大;磁控溅射可得到ZnMn2O4薄膜且具备阻变特性。     

聚四氟乙烯/陶瓷/玻璃纤维复合介质的性能研究

采用热压工艺制得聚四氟乙烯/陶瓷/玻璃纤维复合介质材料。复合介质材料的介电常数随着PTFE和玻璃纤维含量的增加而减小;当复合介质中不含玻璃纤维时,随着陶瓷粉料的质量分数从40%增加到65%时,材料的弹性模量先减小后增加;加入玻璃纤维可以增加材料的弹性模量,对于PTFE的质量分数为40%的复合介质,玻璃纤维加入的质量分数不应大于15%,聚四氟乙烯/陶瓷/玻璃纤维复合介质的微观结构致密、形成了完整的一体。     

高频交变电场下聚三氟氯乙烯介电性能研究

用差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC),在高频交变电场下,研究纯聚三氟氯乙烯在176、186℃热处理、共聚改性、聚三氟氯乙烯+钛酸钡模式下的介电性能。结果表明:高频交变电场中,186℃热处理后的聚三氟氯乙烯具有较佳的介电性能;用极性低的单体改性聚三氟氯乙烯能使其介电损耗减小;随钛酸钡含量增加,聚三氟氯乙烯+钛酸钡高介电复合材料的结晶水平降低,体系内聚合物的分子量受晶格约束而减小,聚合物分子链运动能力变好,则体系的介电损耗变大,介电性能变差。     

石英纤维复合材料作为高频透波雷达天线罩的研究

玻璃纤维增强树脂基复合材料是一种广泛应用的雷达天线罩材料,其应用频段主要在10 GHz范围内,对于高频波段(10~20 GHz),需要采用具有更好介电性能的石英纤维作为增强材料。以石英纤维布为增强材料,以环氧树脂为基体,利用真空灌注成型法制备石英纤维增强环氧树脂复合材料和玻璃纤维增强环氧树脂复合材料,并用微波矢量网络分析仪测量样品在高频波段的介电性能,以及利用电子万能拉伸机测试样品的拉伸性能。结果表明:在相同体积分数条件下,石英纤维增强复合材料的介电常数(3.82)和损耗角正切(0.003 4)远远优于玻璃纤维增强复合材料,适用于制作高频波段的雷达天线罩。     

Bi3.75Ce0.25Ti3O12电致阻变薄膜的制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶工艺在Pt/TiO2/Si衬底上制备Bi3.75Ce0.25Ti3O12电致阻变薄膜,研究退火温度对Bi3.75Ce0.25Ti3O12薄膜结构和介电、阻变特性的影响,分析了薄膜在低阻态和高阻态时的电流传导机理。结果表明,所制备Bi3.75Ce0.25Ti3O12薄膜具有单一的钙钛矿晶格结构,不同退火温度Bi3.75Ce0.25Ti3O12薄膜的低、高阻态电流比ILRS/IHRS在104~106,在600℃时有2.5 V的最低Vset电压。无论是高阻态还是低阻态,Bi3.75Ce0.25Ti3O12薄膜的介电常数都随退火温度的升高而增大,介电损耗则随退火温度的升高而减小,高阻态大于低阻态时的介电常数和介电损耗。在低阻态和高阻态的低压区以欧姆传导为主,在高阻态的高压区以空间电荷限制电流(SCLC)传导为主。     

石英/低聚倍半硅氧烷改性有机硅透波材料性能研究

以缩水甘油醚基低聚倍半硅氧烷（POSS）为改性剂、甲基苯基有机硅树脂为基体、石英纤维为增强剂,制备了一种透波复合材料。研究了材料的介电性能和力学性能。结果表明,石英/POSS改性有机硅树脂基复合材料压缩强度为71.4 MPa,弯曲强度为137.0 MPa. 材料的介电性能优良,室温～600 ℃和8.7 GHz频率下测试的介电常数小于3.3,损耗角正切值小于0.007,是一种集防热、透波、承载等一体的多功能复合材料。     

BST介电行为的格林函数理论研究

软模行为是理解铁电体性质(如介电性)的基础,利用格林函数讨论软模对介电性的影响。通过理论计算,分析不同组分的BaxSr1-xTiO(3BST)系统介电常数随频率和温度变化的规律。对于不同的组分比,介电常数随频率的变化趋势几乎相同。随着Ba含量的增大,软模频率发生变化,从而引起介电常数增大;随温度的变化,介电常数的倒数线性变化。随着Ba含量的增大,居里温度升高,介电常数也在增大。给出介电函数的一般表达式。     

CNTs-La2O3复合材料电磁特性与吸波性能研究

采用超声共混法制备CNTS/La2O3复合粉末,测试复合粉末在2~18 GHz波段的电磁参数,研究不同La2O3含量的CNTS/La2O3吸波材料的电磁特性。结果表明,随着La2O3含量的增加,CNTs/La2O3的复介电常数的实部和虚部逐渐增加,介电损耗增大,衰减常数逐渐增大,但是特征阻抗降低。根据电磁波传输线理论计算CNTS/La2O3吸波材料的反射率曲线,当厚为2.0 mm,未掺杂La2O3,质量分数为6%CNTs的反射率峰值为-18.1 dB。La2O3的质量分数为15%时,CNTs/La2O3具有最佳的吸波性能,反射率峰值为-31.6 dB,小于-5 dB和-10 dB的频带宽为2.98 GHz和6.3 GHz。     

热压工艺对BaTiO_3/P(VDF-CTFE）复合材料介电性能的影响

以P(VDF-CTFE)共聚物为基质,BaTiO_3为填料,采用3种热压工艺制备BaTiO_3/P(VDF-CTFE)复合材料薄膜并做对比分析。用扫描电镜表征样品形貌和均匀性;用傅氏转换红外线光谱分析仪研究样品的光谱图像;测试了样品的介电常数、介电损耗和击穿场强。结果表明:CC和PC热压工艺使BaTiO_3颗粒在P(VDF-CTFE)基质中均匀分布,且不会改变其化学性能;PC热压工艺在小幅提升介电损耗的情况下大幅提升复合材料薄膜的介电常数和击穿场强。