铟掺杂PZT铁电陶瓷性能研究

采用传统固相烧结法制备In2O3掺杂的锆钛酸铅(PZT)铁电陶瓷,研究了In2O3掺杂量对PZT铁电陶瓷材料的相组成、微观结构、介电性能、压电性能及铁电性能的影响。研究结果表明,随着In2O3掺杂量的增加,PZT材料在准同型相界处三方相增加四方相减少,适量掺入In2O3有利于晶粒均匀生长。在不同的铟掺杂剂量下,PZT陶瓷材料分别具有最佳的铁电及压电性能。当铟掺杂量为0.1%(质量分数)时,PZT材料具有最佳的铁电性能,其剩余极化强度为23.43μC/cm2,矫顽场为9.783kV/cm。当铟掺杂量为0.3%(质量分数)时,PZT材料具有最好的压电性能,其tanδ=0.023,d33=540pC/N,εr=1513,Kp=0.764,Qm=1819。     

PZT95/5铁电陶瓷的掺杂改性研究

采用固相烧结法制备锆钛酸铅95/5(PZT95/5)材料,以“相同化合价,不同原子半径;相近原子半径,不同化合价”的原则,选择了碱金属族、碱土金属族元素的碳酸盐以及Fe₂O₃、SiO₂、Nb₂O₅、WO₃等作为掺杂物分别对其进行掺杂改性.研究了掺杂对材料介电性能、极化性能和低温-高温铁电相的相变温度的影响.发现受主掺杂使得材料的介电常数降低,施主掺杂使得材料的介电常数提高;剩余极化随着掺杂离子的化合价增大而增大;制备得到了低温-高温铁电相相变在15℃的铁电材料,在实际应用上有重要意义.     

烧结工艺对PMN—PT陶瓷介电,压电性能的影响

采用熔盐法得到了ＰＭＮ－ＰＴ陶瓷,研究了在不同烧结温度下ＰＭＮ－ＰＴ陶瓷的介电、压电性能,分析讨论了烧结温度、烧成密度、晶粒大涉以及晶界玻璃相与介电、压电性能的关系。结果表明,适当的晶粒大小以及采用不同烧结温度和退火工艺消除晶界玻璃相有利于压电、介电性能的提高,并对可能的机理进行了分析。     

PMN基电致伸缩陶瓷电致应变温度特性

研究了扩散相变中心温度分别为４０℃和６５℃的两种Ｌａ－掺杂ＰＭＮ基陶瓷在其扩散相变温度范围的电致应变、电致应变随电场（Ｓ～Ｅ）的滞后特性和剩余应变效应．结果发现,对于扩散相变中心温度为４０℃的材料在０～１ｋＶ／ｍｍ单向电场驱动下;从－１０～６０℃电致应变和滞后都随温度的升高而减小;对另一种材料无论由±１ｋＶ／ｍｍ交变电场或由０～１ｋＶ／ｍｍ单向电场驱动,温度从１３～４１℃变化均出现电致应变峰值,而滞后和剩余应变随温度的升高而减小．对以上实验结果本文作了详细讨论．     

PMN—PZT压电陶瓷电疲劳研究

研究了电场强度、电源频率、晶粒尺寸及掺杂Ｓｎ元素等对常压烧结ＰＭＮ－ＰＺＴ压电陶瓷电疲劳的影响。并对ＰＭＮ－ＰＺＴ压电陶瓷电疲劳机理进行了初步的探讨。     

PMN基复相弛豫铁电陶瓷电致应变及其温度稳定性的研究

用熔盐法制备的不同居里温度的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3基陶瓷预烧粉体和烧结粉体为初始高、低温组元,采用混合烧结法制备出PMN基弛豫铁电复相陶瓷,研究了PMN基复相陶瓷的介电性能和电致伸缩性能及其温度稳定性.结果表明:采用烧结粉体制得的复相陶瓷不仅具有较大的介电常数(室温介电常数为8368)和电致应变2.8×10-4,而且在-10～ 70℃范围内温度稳定性也较好.     

电泳沉积技术制备铁电陶瓷薄膜的研究进展

综述了电泳沉积技术在制备铁电陶瓷薄膜方面的最新研究进展,讨论了陶瓷特性、电压、分散剂、热处理时间等因素对电泳沉积铁电薄膜性能的影响.最后展望了电泳沉积技术制备铁电陶瓷薄膜的进一步发展.     

退火对PMN—PT系陶瓷电学性能的影响

研究了退火对（１－ｘ）ＰＭＮ－ｘＰＴ（ｘ＝０－０．３４）陶瓷介电和压电性能的影响。分析了机理。结果表明，在ＰＴ含量较低时，退火使介电常数稍有提高；ＰＴ含量较高，接近准同型相界时，退火使介电常数有较大提高，尤其在居里温度附近，介电常数有显著提高。     

钛酸锶钡薄膜掺杂改性研究进展

钛酸锶钡(BaxSr1-xTiO3,BST)薄膜具有优良的铁电、介电性能,在可调谐微波器件、动态随机存储器、红外探测器阵列等方面具有良好的应用前景.综述了近年来BST薄膜掺杂改性研究所取得的进展,特别是对晶格掺杂和晶界掺杂进行了较详细的评述,并对目前BST薄膜掺杂研究的几个前沿问题进行了详细的讨论.     

掺杂对PMN铁电陶瓷烧结工艺和介电性能的影响

使用常用的两步法,研究了基体掺杂不同物质对ＰＭＮ陶瓷的烧结工艺和介电性能的影响．经研究发现,当掺杂 １ｍｏｌ％Ｌｉ_２Ｏ时,可以实现 ９５０～１０００℃左右的中温烧结,材料的常温介电常数和介电损耗分别为 １３５００和 ０．５５％,都优于纯 ＰＭＮ．当掺杂 ２ｍｏｌ％时,可以将烧结温度降到８００～９００℃的低温烧结范围,且介电损耗明显下降．分析结果表明;材料的显微结构良好,材料的致密化程度较高．另外,掺加 Ｌｉ_２Ｏ和 ＳｒＯ可以分别稍微减小和增加材料的弥散相变程度．同时本文还研究了ＰＭＮ陶瓷的微观结构和介电弛豫的情况．     

氧化锌掺杂改性研究进展

氧化锌半导体材料既是优良的压电材料,也是性能优异的多功能材料,在太阳能电池、显示器件和气体传感器等电子元器件领域以及光催化降解有机污染物领域的应用受到重视。综述了不同掺杂元素对氧化锌材料的光、电、磁、气敏以及变阻等特性的影响,针对氧化锌掺杂的研究现状,提出了今后的研究方向:研究掺杂原子的选择定则;加强掺杂氧化锌材料的应用研究;深入研究氧化锌掺杂引起半导体特性改变的机理。     

钛酸锶钡改性掺杂的研究进展

介绍了国内外近几年钛酸锶钡(Strontium Barium Titanate,BST)在掺杂改性方面的研究现状及各种掺杂对BST介电性能的影响,重点讨论了不等价掺杂及掺杂量对漏电流和介电损耗的影响,论述了材料组成、显微结构与介电性能之间的关系.最后提出了关于掺杂改性方面存在的问题.     

正极材料掺杂与表面改性的研究进展

掺杂和表面改性是稳定锂离子二次电池正极材料结构、改善其电性能的有效方法.综述了国内外近年来正极材料掺杂与表面改性的研究进展,介绍了镍系和锰系正极材料掺杂与表面改性对其结构和电性能的影响,并从促进Li 、电子传递和稳定结构2个方面进行了归纳,认为今后研究掺杂的重点应放在掺杂元素的选择、掺杂离子在晶体中的分布、掺杂离子价态的变化、掺杂离子相互间协同作用机理等方面.而表面改性将向着研究更为稳定的、Li 透过率更高的薄膜方向发展.     

前驱体制备途径对PFN-PMN二元铅基铁电陶瓷性能的影响

综合运用 ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＴＥＭ、ＥＤＳ和介电测量等方法,考察了一步预煅烧法和二步预煅烧法等前驱体制备途径对Ｐｂ（Ｆｅ_１／２Ｎｂ_１／２）Ｏ_３（ＰＦＮ）－Ｐｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３（ＰＭＮ）二元系铁电陶瓷显微结构和介电性能的影响．研究结果表明,对（１－Ｘ）ＰＦＮ－ＸＰＭＮ二元系而言,在所考查的组成范围内（Ｘ＝０～０.５）;其居里温度与ＰＭＮ的含量近似成线性关系,且随Ｘ的增加,居里温度向低温方向移动.峰值介电常数随Ｘ的增加而降低．（预）煅烧和烧结条件对显微结构和介电性能都有不可忽视的影响．对用一步预煅烧法和二步预煅烧法得到的样品的介电性能和其他性能进行了比较,并对其差异产生的可能机制进行了讨论．     

TiO2光催化剂的掺杂改性研究进展

TiO2光催化剂以其优异的物理化学特性和光催化活性,在环境污染治理和光催化分解水制氢等方面已有较为广泛的研究和应用.综述了近年来过渡金属掺杂、稀土金属掺杂和非金属掺杂TiO2光催化剂的研究进展,比较了金属掺杂和非金属掺杂的优缺点,指出了TiO2光催化技术存在的问题及下一步的发展方向.     

高镍三元正极材料的包覆与掺杂改性研究进展

随着新能源汽车的加速发展,镍钴锰/铝酸锂三元正极材料、特别是高镍(镍含量大于50%)材料作为后起之秀,由于其性能和成本的综合指标优于传统的钴酸锂和磷酸铁锂,引起了学术界和产业界极大的研究兴趣。但是受其本身晶体结构和表面结构的限制,三元正极材料也存在安全性较差、循环稳定性不足等缺点。近年来,科研工作者为解决这些问题、并进一步提升三元材料的性能,在材料改性技术方面开展了大量工作,取得了令人瞩目的研究成果。本文从改性元素对三元正极材料结构以及对电化学性能改善的机理出发,介绍了包覆和掺杂两种改性技术的研究进展,并在此基础上对三元正极材料的发展方向做出展望。     

锂离子电池用富锂锰基正极材料掺杂改性研究进展

锂离子电池因具有能量密度高、循环寿命长、自放电率小和环境污染小等优点,目前成为能源设备领域使用占比最多的一类电化学储能电池.正极材料作为锂离子电池中Li+的主要提供者,其研发始终受到科技工作者的广泛关注.其中,富锂锰基正极材料具有高比容量、高电压和优异的高温性能等优点,被视为极具潜力的正极材料.然而,富锂锰基正极材料在工作中存在稳定性不好的问题,例如富锂锰材料在充放电循环过程中容易发生锂镍混排,导致层状结构坍塌,影响材料性能,进而使得此类正极材料的应用前景受限.因此,近些年研究者对富锂锰基正极材料进行大量改性研究,并获得优异的成果.在所有的改性方法中,离子掺杂改性由于其特殊的机理,成为改性方法中较佳的选择.目前,富锂锰基正极材料离子掺杂的主要形式包括阳离子掺杂、阴离子掺杂、聚阴离子掺杂和共掺杂.阳离子掺杂是现阶段最为常见的掺杂形式,其主要是在过渡金属位置进行掺杂,少部分在Li位进行掺杂.阳离子掺杂能够抑制过渡金属离子向锂层迁移,减缓尖晶石相生成,提高富锂锰基正极材料结构的稳定性.阴离子掺杂主要是弥补和替换充电过程中形成的氧空位,该方法能够抑制氧空位形成,提高正极材料的安全性和库伦效率.聚阴离子掺杂与阴离子掺杂相似,同样是在正极材料的氧位进行掺杂,由于聚阴离子与过渡金属的结合能更强,过渡金属迁移被抑制,层状结构更加稳固,材料性能显著提升.共掺杂是将阳离子和阴离子同时掺杂到正极材料中,该方法具备阴、阳离子单独掺杂时的效果,可以稳定层状结构,并能显著提高正极材料的循环稳定性,提高电池的循环能力.本文总结了富锂锰基正极材料的结构组成、反应机理以及自身存在的缺陷,重点讨论了阳离子掺杂、阴离子掺杂、聚阴离子掺杂和共掺杂等掺杂方法对富锂锰基正极材料性能的影响,分析了现阶段掺杂改性仍存在的问题并展望其未来研究方向,以期为制备稳定和高性能的富锂锰基正极材料提供参考.     

新型钙钛矿型铁电陶瓷BSPT研究进展

(1-x)BiScO3-xPbTiO3(BSPT)是一种新型钙钛矿型结构的铁电体.BSPT体系在x=0.64附近有三方相和四方相的准同型相界(MPB).BSPT陶瓷的制备主要采用传统的电子陶瓷制备方法,包括常压法和高压法.BSPT陶瓷具有优良的介电和压电性能,居里温度Tc比Pb(Zr,Ti)O3(PZT)的高.综述了近年来对BSPT陶瓷的研究进展,重点介绍了邻近MPB的0.36BiScO3-0.64PbTiO3铁电陶瓷的性能.同时还介绍了掺杂对BSPT陶瓷的影响.     

SrBi4Ti4O15铁电陶瓷A位掺杂改性研究

采用固相烧鲒法，以镧系元素La和Nd为掺杂离子，制备了不同掺杂量的SrBi4Ti4O15（SBTi）铁电陶瓷。X射线衍射谱显示样品呈随机取向的单一层状钙钛矿结构相。铁电测量显示适量的La和Nd掺杂使得SBTi的剩余极化（2P，）得到显著增加。对于SrBi4-xLaxTi4O15（SBLT—x），当x=0．25时，2P，达到极大值，为24．2μC／cm^2，对于SrBi4-yNdyTi4O15（SBNT—Y），当y=0．18时，2P，达到极大值，为25．8μC／cm^2，和未掺杂相比，分别增长近50％和56％。SBLT—x样品的矫顽场随掺杂量的增加而逐步减小，SBNT—Y的矫顽场在y=0．00到0．18之间几乎不变，在更大掺杂量下，随掺杂量的增加而逐步减小。掺杂引起材料中点缺陷浓度的降低和晶格畸变的减小，这两种因素的共同作用决定了刺余极化的变化。样品的变温介电谱显示，晶体的居里温度随掺杂量的增加而下降。在掺杂量大于0．75以后，SBLT—x和SBNT—y样品均出现驰豫铁电体的典型特征。