ZnO-Nb2O5掺杂SnO2基陶瓷研究

通过常压烧结制备SnO2基陶瓷,研究了ZnO、Nb2O5单掺杂及ZnO-Nb2O5复合掺杂对SnO2基陶瓷的烧结性能及电阻率的影响。采用SEM及XRD对试样分别进行了微观结构观察及物相分析。研究表明,掺杂ZnO能提高陶瓷的体积密度,但对于降低电阻率的影响不明显,当ZnO掺杂量在0.5%～0.75%(质量分数)时,SnO2基体积密度可达到6.67～6.73g/cm3;掺杂Nb2O5不能有效提高烧成陶瓷的体积密度,但能显著降低SnO2基陶瓷的电阻率;0.5%(质量分数)ZnO～1.5%(质量分数)Nb2O5复合掺杂在1450℃下烧成的陶瓷可得到较好的性能,其体积密度可达到6.61g/cm3,常温电阻率为867.84Ω.cm。     

Dy掺杂BaTiO3陶瓷的制备及其介电性能

采用溶胶凝胶法制备了掺杂不同量Dy2O3(掺杂摩尔分数分别为0.001,0.002,0.003,0.005,0.007)的BaTiO3陶瓷,并对其介电性能的变化进行了研究.结果表明Dy2O3掺杂使BaTiO3陶瓷的电阻率明显降低,当添加量为0.005mol时,电阻率最小,为4.19×108Ω·m.Dy2O3掺杂使BaTiO3陶瓷的介电性能在不同掺杂量和不同频率下发生了明显变化,掺杂量为0.001mol、0.002mol时,BaTiO3陶瓷的介电特性和频率特性得到明显改善,在频率为1000Hz时介电性能相对较好.Dy2O3掺杂使BaTiO3陶瓷的介电温谱有所展宽,且Curie温度有所降低,交流电导随着温度的升高而增大,并在Curie点附近达到最高.     

Sm2O3掺杂BaTiO3陶瓷的结构与电性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂不同浓度Sm2O3(分别为0.001,0.002,0.003,0.005,0.007mol)的BaTiO3陶瓷,并对其结构与电性能进行了研究.结果表明:Sm2O3掺杂BaTiO3陶瓷的晶型在室温下为四方相,而且随着Sm2O3掺杂浓度的增加,BaTiO3陶瓷的晶粒尺寸变小,说明Sm2O3掺杂对BaTiO3陶瓷晶粒的生长有一定的抑制作用;Sm2O3掺杂BaTiO3陶瓷的电阻率比纯BaTiO3陶瓷明显下降,当添加量为0.001mol时,电阻率最小,.从4.3×109Ω·m下降为6.536×103Ω·m;Sm2O3掺杂BaTiO3陶瓷的晶粒电阻随着温度的变化,呈现NTC效应,而晶界电阻随着温度的变化,呈现PTC效应,且晶界电阻远远大于晶粒电阻,说明该材料的PTC效应是由晶界效应引起的.     

BaTi4O9微波介质陶瓷的低温烧结

研究液相多元添加对BaTi4O9微波介质陶瓷的烧结和介电性能的影响.通过添加(CuO和V2O5)烧结助剂来达到降低烧结温度的效果,并且使其保持较好的微波、高频性能.实验结果表明在添加合适的烧结助剂下,烧结温度为1180℃时,BaTi4O9微波介质陶瓷在1MHz下的介电性能ε=41.2,tgδ=5,τ=82×10-6/℃.基本保持了良好的介电性能.     

新型氧分离材料YBaCo4O7的氧行为与应用

YBaCo4O7是一种具有奇特氧吸附行为的材料,它在300℃左右的较低温度时就可以吸附其自身质量3%的氧,并且所吸附的氧在400℃可以快速脱附,同时具有稳定的循环特性,是一种非常有潜力的氧分离材料。介绍了YBaCo4O7的晶体结构及在外界温度变化时所产生的独特氧吸附/脱附特性;综述了晶格中不同位置的元素掺杂替代对其氧特性的影响;并对此类材料在透氧膜、脱氧纯化剂等方面的潜在应用进行了初步探索,最后总结了当前存在的一些问题并展望了可能的解决途径。     

Sm2O3掺杂(Ba0.7Ca0.3)TiO3-Ba(Zr0.2Ti0.8)O3无铅压电陶瓷的制备与性能

采用固相合成法制备了Sm2O3掺杂的(Ba0.7Ca0.3)TiO3-Ba(Zr0.2Ti0.8)O3(BCZT)无铅压电陶瓷.借助XRD、SEM等手段对该陶瓷的显微结构与电性能进行了研究.结果表明,Sm2O3的掺杂降低了BCZT无铅压电陶瓷的烧结温度并使居里温度点Tc从85℃提高到95℃.当Sm2O3掺杂量为0.02wt%～0.1wt%时,样品具有典型ABO3型钙钛矿结构.Sm2O3掺杂量为0.02wt%时,所得陶瓷样品具有最优综合电性能,其压电常数d33、机电耦合系数kp、机械品质因子Qm、介电损耗tanδ和介电常数εr分别为590 pC/N、0.52、43、1.3%和3372.     

Nd3+A位置换对(Pb0.5Ca0.5)(Fe0.5Nb0.5)O3陶瓷微波介电性能的影响

研究了Nd3+离子A位置换改性(Pb0.5Ca0.5)(Fe0.5Nb0.5)O3陶瓷的微波介电性能.[(Pb0.5Ca0.5)1-xNdx](Fe0.5Nb0.5)O3(PCNFN)陶瓷的微波介电性能得到改善是由于少量过剩的Nd3+与(Pb,Ca)2+的固溶能够消除氧空位.当x=0.02时,能够形成单相的钙钛矿相,随着Nd3+置换量的增加,过剩的Nd3+将导致第二相焦绿石的形成,焦绿石会恶化PCNFN的微波介电性能.PCNFN介电性能随x的增加而下降是由于焦绿石相随x增加的结果.当x=0.02-0.05,PCNFN陶瓷有很好的微波介电性能,介电常数K>100,Qf值为5385-5797GHz,频率温度系数TCF随Nd3+含量的增加从正的变为负的.     

锰掺杂Sr2-xCaxNaNb5O15（x=0.05～0.35）无铅压电陶瓷微观结构与电学性能的研究

采用传统陶瓷制备工艺制备了Mn掺杂的钨青铜结构无铅压电陶瓷Sr2-xCaxNaNb5O15+ywt%MnO2(x=0.05～0.35,y=0,0.3,0.5)(SCNN-M),并对SCNN-M陶瓷相组成、微观结构及介电、压电、铁电性能进行了研究.分析表明:Ca2+已进入Sr2NaNb5O15晶格之中形成固溶体;掺杂适量的锰,能够得到致密、单一的钨青铜结构陶瓷,有效降低烧结温度,促进晶粒长大,显著提高陶瓷的介电、压电、铁电性能.当x=0.05,添加0.5wt%的MnO2时,陶瓷具有较好的介电、压电和铁电性能:介电常数εr=2123,介电损耗tanδ=0.038,压电系数d33=190pC/N,机械品质因数Qm=1455,平面伸缩振动机电耦合系数Kp=13.4%,厚度伸缩振动机电耦合系数Kt=36.5%,剩余极化强度Pr=4.76μC/cm2,自发极化强度Ps=9.36μC/cm2,矫顽场Ec=12.68kV/cm,居里温度Tc=260℃.     

(Ba1-xCax)(Ti0.82Zr（0.18）)O3陶瓷结构与介电性能研究

采用固相反应法制备了(Ba1-xCax)(Ti0.82Zr0.18)O3(BCZT,0≤x≤0.26)陶瓷,研究了Ca2+掺杂对BCZT陶瓷微观结构和介电性能的影响.结果表明:当Ca2+掺杂量为0.16时,BCZT陶瓷出现第二相CaTiO3,其四方率c/a随Ca2+掺杂量的增加先减小再增大,当Ca2+掺杂量为0.06时达到最小值1.00276.通过容差因子和晶格参数的计算确认了Ca2+已进入到A位;随Ca2+掺杂量的增加,晶粒得到细化,居里温度向低温方向移动,介电峰被压低并展宽,且逐渐呈现铁电弥散性.     

混合导电体Y1-xLaxBa2Cu3O7-δ透氧膜的透氧性能研究

用稳态法研究了具有类钙钛矿结构的Y1-xLaxBa2Cu3O7-δ(x=0.1、0.3、0.5、0.8和1.0)致密透氧膜在750～1000℃之间的透氧量.实验发现,透氧速率随着La替代Y的比例x的增加而增加;在大约875℃,氧空位的有序-无序转变导致透氧率有一个突然增加.透氧膜的两侧分别为He气氛和空气,当La完全替代Y时,厚1.0mm的LaBa2Cu3O7-δ膜的透氧量达到1.22μmol/s.cm2(1.64 mL/min.cm2).     

Bi1.5-xCaxZnNb1.5O7陶瓷结构、介电性能与结晶化学特性

采用固相反应法制备Bi1.5-xCaxZnNb1.5O7(0≤x≤0.50,BCZN)陶瓷,研究Ca2+替代Bi3+对Bi1.5ZnNb1.5O7陶瓷烧结特性、显微结构、介电性能和结晶化学特性的影响.结果表明:替代量x≤0.25 mol时,样品为单一的α-BZN相.随着Ca2+替代量增加,样品最佳烧结温度从1000℃升高到1020℃;致密度从7.011 g/cm3减小到6.353 g/cm3;样品晶粒尺寸、晶格常数、电阻率均减小;结晶化学参数键价和,AV(O’)[Bi4]、AV(O’)[Bi3Zn]、AV(O’)[Bi2Zn2]和AV(O’)[Ca3Zn]均增大,且该行为与其晶格常数、介电性能变化相吻合.     

Nb掺杂Bi4Ti3O12层状结构铁电陶瓷的电行为特性研究

采用固相烧结工艺制备了Nb5+掺杂的Bi4Ti3O12层状结构铁电陶瓷.运用XRD和AFM对Bi4Ti3-xNbxO12+x/2材料的微观结构进行表征,发现所制备的陶瓷均具有单一的正交相结构,抛光热腐蚀表面晶粒的显微形貌表现为随机排列的棒状结构.通过对材料直流电导率与温度关系的Arrhenius拟合,分析了Bi4Ti3-xNbxO12+x/2的导电机理.Nb5+掺杂提高了材料的介电常数,但居里温度随掺杂含量的增加呈线性下降趋势.DSC结果显示Bi4Ti3-xNbxO12+x/2材料在居里温度处经历了一级铁电相变.样品的铁电性能测试结果表明,Nb5+掺杂Bi4Ti3O12提高了材料的剩余极化Pr,这主要是由于Nb5+取代Ti4+大大降低了材料中氧空位的浓度,使得氧空位对畴的钉扎作用减弱的缘故.     

YBaCo4O7-x的透氧性研究

采用固相反应合成了YBaCo4O7-x致密透氧膜材料,并对其进行了XRD分析和热重-差式扫描量热分析.用稳态法测量了在400℃以下的透氧率,在得到YBaCo4O7-x的透氧率随厚度变化的曲线后发现,在实验的膜厚范围内,透氧率受体相扩散所控制.最后测量了它在较高温度下的透氧率,结果表明在900℃时远远高于400℃左右的透氧率,接近于它们的5～8倍.     

稀土Y元素掺杂对PrBaCo2O5+δ陶瓷热电性能影响

利用传统陶瓷烧结工艺制备出不同浓度稀土Y元素掺杂PrBaCo₂O_5+δ氧化物热电陶瓷,采用XRD和热电材料性能测试系统等设备研究了稀土Y元素掺杂对PrBaCo₂O₅氧化物热电陶瓷晶体结构、热电性能的影响。测试结果表明：Pr_1-xY_xBaCo₂O_5+δ热电陶瓷均为双层钙钛矿结构,没有形成新的杂相;在测试温度范围内,Pr_1-xY_xBaCo₂O_5+δ(x=0,0.25,0.5,0.75)热电陶瓷的Seebeck系数均为正值,表明该材料导电载流子为以空穴,为p型半导体;稀土Y元素掺杂可以明显提高Pr_1-xY_xBaCo₂O_5+δ热电陶瓷的电导率,与电导率相反,稀土元素Y掺杂的导致Pr_1-xY_xBaCo     

BaO-SiO2-B2O3-TiO2系统玻璃的电子自旋共振研究

采用电子自旋共振(ESR)方法研究了钛在BaO-SiO2-B2O3-TiO2系统玻璃中的价态及Ti3+的结构状态.结果表明在正常空气气氛下熔制的玻璃中,钛主要以Ti4+形式存在,所产生的顺磁信号归因于玻璃的本征缺陷和熔制时TiO2中氧的逸出而形成的氧空位捕获电子引起,且随温度升高,氧空位浓度减少;在微还原性气氛下,有部分Ti3+形成,出现g┃=1.9954,g┸=1.9823两处顺磁峰,它们对温度有着不同的依从性,即随温度升高g┃ 峰增强,g┸峰降低;根据Ti3+的g┃ 、g┸)参数的性质,认为Ti3+是处于带四方畸变的八面体配位场中,形成[TiO6];即便在液氮温度下,也难以观察到Ti3+的超精细结构谱线.     

BiNbO4陶瓷与铜电极共烧研究

本文研究了BiNbO4陶瓷在N2和H2两种保护气氛下与铜电极的共烧行为,探索了有机粘结剂PVA在共烧结过程中的作用。结果表明两种气氛下BiNbO4陶瓷与电极界面均有新相生成。在氢气气氛下烧成时无论是否添加有机粘结剂PVA,陶瓷中均发生了铋的还原反应。而在氮气气氛下烧成时,添加有机粘结剂PVA的陶瓷中同样发生了铋的还原反应,排除PVA的陶瓷中未发现金属铋的存在。氮气气氛下的还原是由于PVA在高温低氧气氛下分解出的碳渣导致。     

V2O5对 BaTiO3-Y2O3-MgO陶瓷性能的影响

研究了V2O5掺杂BaTiO3-Y2O3-MgO系陶瓷的显微结构和介电性能．SEM显示V2O5会促进该体系晶粒生长，降低陶瓷致密度．XRD显示V掺杂样品均为单一赝立方相，其固溶度〉1．0m01％．研究表明，V离子能有效抑制掺杂离子Y、Mg向BaTiO3晶粒内扩散，改变掺杂离子在晶粒中分布，从而形成薄壳层的壳芯晶粒，因此V能提高居里峰的强度并改善电容温度稳定性．多价V离子在还原气氛中以＋3、＋4为主，能增强瓷料的抗还原性，提高绝缘电阻率（10^13Ω·cm）、降低介电损耗（0．63％）．该体系掺杂0．1mol％V时，介电常数达到2600，满足X8R标准．     

B2O3对BaO-Sm2O3-TiO2微波介质陶瓷性能的影响

为了满足微波器件小型化的需要,开发高介电常数的低温烧结微波介质材料成为一种趋势.采用复合掺杂低熔点氧化物来降低BaO-Sm2O3-TiO2系(BST)微波介质陶瓷的烧结温度,通过X射线衍射和扫描电子显微镜分析其物相组成和显微结构,用阻抗分析仪测量了陶瓷材料的介电性能.结果表明:在Ba4(Sm1-0.15Bi0.15)28/3Ti18O54的基质陶瓷材料中,复合掺杂3%的ZnO和2%的B2O3时,其烧结温度为1060℃,得到的BST微波介质陶瓷的介电性能为:εr≈64,tanδ≈1.2×10-3,τf=-8.3×10-5/℃.     

Cr掺杂Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.1Cr0.1O3-δ钙钛矿型膜的透氧性能研究

采用固相反应法合成了钙钛矿型Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2-xCrxO3-δ(x=0.00,0.10)透氧膜粉体。利用XRD和SEM研究了Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2-xCrxO3-δ(x=0.00,0.10)的晶体结构和烧结性能,考察了在700~850℃范围内Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2-xCrxO3-δ(x=0.00,0.10)膜片的氧渗透性能。结果表明,它们均显示出优良的透氧性能,850℃时的透氧量分别为1.05mL/(min.cm2)、0.85mL/(min.cm2)。透氧稳定性的研究表明,Cr掺杂Ba0.5Sr0.5-Co0.8Fe0.1Cr0.1O3-δ在800℃时显示出较高的稳定性,证实用Cr离子部分取代Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ的Fe离子能明显提高钙钛矿的结构稳定性。     

添加剂对Y2Ti2O7陶瓷的微波介电性能的影响（英文）

研究了CrO3、Nb2O5、SiO2及Al2O3对Y2Ti2O7陶瓷的烧结性能、相组成和微波介电性能的影响.其中Nb2O5掺杂能够降低Y2Ti2O7陶瓷材料的烧结温度,提高基体陶瓷的介电常数和品质因子,引起谐振频率温度系数的明显变化.且随着Nb2O5含量的增多,所有样品的主晶相仍为立方烧绿石型Y2Ti2O7,Nb5+可能进入烧绿石结构中,部分取代Ti4+所在位置.实验结果表明:1mol%Nb2O5掺杂的陶瓷材料在1420℃下烧结致密,具有最佳的微波介电性能:εr=61.8,Q×f=9096GHz(f=5.494GHz),τf=54×10-6/℃.