SrTiO3陶瓷晶界层电容器材料的晶界研究Ⅰ.晶界结构

利用高分辨电镜研究了低温一次烧结SrTiO_3陶瓷晶界层电容器材料的晶界结构,发现在西晶粒间存在着4种典型的晶界类型。通过构筑晶界形成的结构模型,揭示了两晶粒间晶界形成的特征,认为两晶粒间晶界相的形成既与两晶粒间的液相成份和杂质组成有关,亦与两晶粒的相对取向有关。此外,还与两次烧结SrTiO_3陶瓷晶界层电容器材料的晶界结构作了比较。     

PLZT陶瓷的晶界结构

根据PLZT透明铁电陶瓷晶界的HREM象的实验结果,提出了可能存在的晶界原子结构模型。这些晶界模型不仅清晰地层现了PLZT晶界的结构特点,而且有助于工艺改进,进一步提高材料的性能。同时,对PLZT陶瓷晶界的研究结果也可供类似结构的陶瓷材料参考。     

AIN陶瓷中的晶界第二相

晶界第二相是ＡＩＮ陶瓷显微结构的重要组成部分，对ＡＩＮ陶瓷的热导率有重大影响。本工作研究了以Ｙ２Ｏ３为烧结助剂的无压烧结ＡＩＮ陶瓷中，晶界第二相的组成、含量及其分布。结果表明：晶界第二相的组成主要决于配料中的Ｙ２Ｏ３／Ａｌ２Ｏ３比值，同时也受工艺因素影响；随着Ｙ２Ｏ３加入量增多，晶界第二相含量呈线性增加，其分布也变成从三个晶粒连接处延伸到所有晶界，还讨论了晶界第二相对热导率的影响，认为只要ＡＩＮ晶     

氮化硅陶瓷晶界相设计及晶界性能改善

为改善氮化硅陶瓷的高温性能,晶界工程已在世界范围内受到广泛关注。本文综述了各种通过改善晶界相耐火度来提高氮化硅陶瓷高温力学性能的方法。其中包括形成固溶体、提高玻璃软化温度、晶化及氧化处理等     

A1N陶瓷的晶界缺陷

本文研究以Ｙ２Ｏ３为烧结助剂的无压烧结Ａ１Ｎ陶瓷中，晶界第二相和气孔等晶界缺陷对热导率的影响。结果表明，Ａ１Ｎ陶瓷晶界第二相的组成主要取决于配料中的Ｙ２Ｏ３／Ａｌ２Ｏ３比值，同时也受工艺因素影响，随着Ｙ２Ｏ３加入量增多，晶界第二相含量线性增加，其分布也从三晶连接外延伸到所有晶界。     

A1N陶瓷的晶界缺陷

本文研究以Ｙ２Ｏ３为烧结助剂的无压烧结Ａ１Ｎ陶瓷中，晶界第二相和气孔等晶界缺陷对热导率的影响，结果表明Ａ１Ｎ陶瓷晶界第二相的组成主要取决于配料中的Ｙ２Ｏ３／Ａｌｋ２Ｏ３比值，同时也受工艺因素的影响。     

AlN陶瓷的晶界缺陷

本文研究以Y2O3为烧结助划的无压烧结A1N陶瓷中，晶界第二相和气孔等晶界缺陷对然导率的影响，结果表明A1N陶瓷晶界第二相的组成主要取决于配料中的Y2O3／Al2O3比值，同时也受工艺因素的影咱，随著Y2O3加入量增多，晶界第二相含量线性增加，其分布也从三晶连接外延伸到所有晶界，晶界第二相的形成有助于把氧杂质固结在晶界外、使晶格缺陷减少，热导率提高，但含量达多合阻所A1N晶粒连通，使然平率降低，在接近完全致密的情况下，气孔率对热导率无明显的影响。     

通过晶界工程提升Tm掺杂反铁电陶瓷储能性质

反铁电陶瓷材料由于其相变储能特性,在脉冲电容器领域引起广泛关注。然而,低的储能密度和储能效率难以实现器件的小型化,高功率化,阻碍了基于反铁电陶瓷脉冲电容器的实际应用。本工作采用流延法制备(Pb₍(1–1.5x))Tm_x)(Zr_0.55Sn_0.44Ti_0.01)O₃(x=0.00、0.02、0.04、0.06)反铁电陶瓷,通过构建晶界阻抗策略,改善电学性能,提高击穿强度,进而达到提高其储能密度的目的。系统地研究了掺杂不同含量的Tm³⁺,对(Pb₍(1–1.5x))Tm_x)(Zr_0.55Sn_0.44Ti_0.01)O₃陶瓷的相结构,微观形貌,介电性能,储能特性,电学性能以及放电行为的影响。结果表明,随着Tm³⁺含量的增加,晶粒逐步细化,界面数量增加,致使反铁电陶瓷由晶界–晶粒阻抗作用转变为...     

SrTiO3陶瓷晶界层电容器材料的晶界研究：Ⅱ.晶界模型与材料电性能

根据低温一次烧结ＳｒＴｉＯ３陶瓷晶界层电容器两晶粒间晶界相结构的复杂性和不同晶界的势垒特性，建立了具有复合晶界特征，晶界等效电路模型，据此解释了材料Ｉ－Ｖ非线性特性和介电－电压特性。认为低施主掺杂的材料，击穿区的Ｉ－Ｖ非线性特性主要是由通过“洁净”晶界和窄晶界的隧道电流引起的，从而与温度无关；而高施主掺杂的材料，击穿区的Ｉ－Ｖ非线性特性既包括通过“洁净”晶界和窄晶界的隧道电流，亦包括通过宽晶...     

复合功能陶瓷中的晶界渗流模型

在复合陶瓷材料中提出了晶界控制的渗液模，考虑晶界效应对渗流阀值的影响，采用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟，计算得到三维ＦＣＣ晶格点阵的渗流阀值约为４．５％。该结果与实验数据符合得很好。     

陶瓷晶界及其利用

1概述陶瓷通常是指由无机非金属原料经过配料、混料、成型、烧成等工艺而获得的一类材料。经过这些工艺所制得的陶瓷,其组织结构是由许多微晶聚集的多晶体构成,这就不可避免地存在着大量的晶粒之间的边界,我们把这些晶粒边界简称为晶界。陶瓷材料中这种晶界的存在,使其在材料性能上与金属材料、有机材料和无机单晶材料相比有着明显的特性。陶瓷的性能是由其结构中的晶粒和晶界共同决定的。以往人们普遍认为晶界是恶化陶瓷性能的构成物,但是随着陶瓷科学技术的发展,人们逐渐认识到,在一定程度上,晶界也是陶瓷的一大宝贵财富:受控晶界的存在,…     

热处理对A1N陶瓷晶界相的影响

以Y_2O_3为烧结助剂的无压烧结AlN陶瓷,在碳还原气氛下热处理能有效地排除AlN陶瓷中的晶界相,改变晶界第二相的组成与分布,从而提高AlN陶瓷的热导率,但热处理后致密度的降低限制了热处理对热导率的改善效果。探讨了热处理对晶界第二相的影响机理,认为晶界相的还原氮化反应和高温挥发作用是热处理过程影响晶界相的主要机理。     

AlN陶瓷中的晶界第二相

晶界第二相是ＡＩＮ陶瓷显微结构的重要组成部分，对ＡＩＮ陶瓷的热导率有重大的影响。本工作研究了以Ｙ＿２Ｏ＿３为烧结助剂的无压烧结ＡＩＮ陶瓷中，晶界第二相的组成、含量及其分布，结果表明：晶界第二相的组成主要取决于配料中的Ｙ＿２Ｏ＿３／Ａｌ＿２Ｏ＿３比值，同时也受工艺因素影响；随着Ｙ＿２Ｏ＿３加入量增多，晶界第二相含量呈线性增加，其分布也变成从三个晶粒连接处延伸到所有晶界。还讨论了晶界第二相对热导率的影响。认为只要ＡＩＮ晶格完整无缺，ＡＩＮ相保持连通，即使存在少量的Ｙ＿４Ａｌ＿２Ｏ＿９和／或Ｙ＿２Ｏ＿３第二相材料，预期仍可获得高的热导率。     

晶界相对半透明氮化铝陶瓷透过率的影响

分别添加质量分数为3%的CaF2和Y2O3为烧结助剂,在相同烧结工艺制度下采用放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS),制备了两种半透明AlN陶瓷.两种样品有相近的密实度和晶粒尺寸,但是它们的透过率却相差很大.用扫描电镜,X射线衍射分析和透射电镜结合能量散射型X射线光谱分析仪对样品微观结构进行分析.结果表明:晶界相的存在及分布方式对样品透过率有重要影响.添加CaF2的样品表现出很高的纯度,晶界及三角晶界处观察不到第二相.添加Y2O3的样品中,由于生成的晶界相Y3Al5O12沿AlN晶界分布,阻隔AlN晶粒之间的连接,在晶界处造成光散射,导致样品透过率下降.