ZrO_2掺杂对Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3陶瓷结构及介电性能的影响

采用固相烧结法制备Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3+x%ZrO_2(BMZT)微波介质陶瓷,研究了ZrO_2掺杂对Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3(BMT)微波介质陶瓷结构和介电性能的影响。结果表明:陶瓷体系中存在2种相,主晶相Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3和附加相Ba_(0.5)TaO_3。随着x的增大,陶瓷体系的相结构由六方结构逐渐向立方结构转变,同时有序相由1:2有序结构逐渐向1:1有序结构转变。添加适量的ZrO_2可以促进液相烧结,当x=8时,陶瓷致密化烧结温度由纯相时的1 650℃以上降至1 450℃,表观密度ρ=7.568 g/cm~3,相对理论密度达到99.1%,BMZT体系拥有良好的微波介电性能:相对介电常数ε_r=25.5,品质因数与谐振频率的乘积Qf=137 600 GHz(8GHz),谐振频率温度系数τ_f=0.3×10~(-6)/℃。     

xPb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3–(1–x)Pb(Zr_(0.48)Ti_(0.52))O_3压电陶瓷的准同型相界与介电性能

采用铌铁矿预产物合成法制备组成在准同型相界(morphotropic phase boundary,MPB)附近的xPb(Mg1/3Nb2/3)O3-(1-x)Pb(Zr0.48Ti0.52)O3(PMN-PZT,x=0.125,0.15,0.175,0.2,0.225,0.25,摩尔分数)压电陶瓷。X射线衍射和Raman光谱分析表明:所有陶瓷样品的相组成均为纯钙钛矿相,未探测到其他杂相;随PMN含量的增加,PMN-PZT压电陶瓷的相结构从四方相逐渐向菱方相转变,该体系的MPB组成在x=0.2附近,而且其相结构为四方相与菱方相共存。陶瓷断口的扫描电镜观察表明:陶瓷的晶粒尺寸约1～3μm。陶瓷的介电温谱表明:x=0.2,陶瓷的Curie温度为308.8℃,峰值介电常数约为16380,室温压电常数为351pC/N;陶瓷的Curie温度随PMN含量增加线性下降。     

溶胶-凝胶微波加热合成PbZr_(0.52)Ti_(0.48)O_3前驱体

以硝酸铅、硝酸锆、四氯化钛、柠檬酸为原料,用溶胶-凝胶法制备出凝胶,在100℃下烘干,然后用微波炉加热,合成了PbZr0.52Ti0.48O3前驱体。讨论了微波合成参数对粉体晶相和晶体粒度的影响。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对制备的粉体进行了表征。结果表明,溶胶-凝胶结合微波加热法可以在较短的时间内制得PbZr0.52Ti0.48O3粉体,且晶形发育比常规加热更完善。微波120℃加热20min,可得到纯相的PbZr0.52-Ti0.48O3前驱粉。     

光化学感应法制备Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3陶瓷微阵列

Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3(PZT)铁电陶瓷具有高的剩余极化强度,是性能良好的记忆存贮材料。为了制备存贮单元,本研究采用溶胶-凝胶法配合紫外光感技术制备PZT陶瓷膜,在溶液中添加紫外吸收剂,提拉形成凝胶膜,通过掩膜板遮蔽紫外光,实现紫外光对薄膜选择性的加工,制备PZT存贮阵列。通过紫外光辐照时间的探索,确定了最佳的辐照时间,使用光感法制备的PZT阵列分布均匀,膜层没有缺陷,经过500℃热处理后,薄膜致密且厚度均一,PZT表现出良好的铁电性能,剩余极化强度为16μC/cm~2。     

添加剂对Ba(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3-Sr(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3陶瓷介电性能的影响

研究了MnCO3,BaZrO3对 0 .35Ba(Zn1 /3Nb2 /3)O3(BZN) -0 .65Sr(Zn1 /3Nb2 /3)O3(SZN)陶瓷介电性能的影响。研究表明 :添加MnCO3,BaZrO3时 ,对陶瓷的烧结均起促进作用 ,增大介电常数。加入 1% (质量分数 )的MnCO3可使陶瓷具有较小的介质损耗 ,同时MnCO3对陶瓷的介电常数温度系数具有正向调整作用。加入BaZrO3后通过生成液相而减少了第二相Ba5Nb4O1 5,BaNb2 O6 的生成。所制备的 ( 0 .35BZN -0 .65SZN) 0 .1%MnCO3陶瓷的εr≈ 43.6,αε≈ -8× 10 - 6 /K ,tanδ =0 .6× 10 - 4 ,且烧结温度低于 130 0℃。     

大磁电系数Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3膜–CoFe_2O_4陶瓷复合结构

通过溶胶–凝胶法在高致密度的钴铁氧体陶瓷片上制备锆钛酸铅(PZT)薄膜。在该复合结构中,PZT膜采用了较低的处理温度,从而有效避免了传统陶瓷共烧过程中出现的界面反应。样品表现出较好的铁电、介电、压电和磁电性能,并且面内磁电耦合系数可达58 m V/(cm?Oe)。     

Ba(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3--ZnNb_2O_6复相陶瓷的显微结构和介电性能

采用传统电子陶瓷工艺制备Ba(Zn1/3Nb2/3)O3--ZnNb2O6(BZNZ)复相陶瓷,研究了Ba(Zn1/3Nb2/3)O3(BZN)含量对BZNZ陶瓷显微结构和微波性能的影响。结果表明,加入BZN提高了陶瓷的烧结温度,陶瓷为复相结构,除Ba(Zn1/3Nb2/3)O3与ZnNb2O6两种基体相外,有新相BaNb3.6O10生成。在微波频率下,随BZN含量增多,复相陶瓷的介电常数逐渐增大,品质因数Q×f值先增大后减小,谐振频率温度系数τf沿正方向移动。当BZN摩尔分数为30%时,陶瓷的综合性能最佳:相对介电常数εr=30.76,Q×f=29 600GHz,介电损耗tanδ=1.98×10--4,τf=--2.34×10--6/℃。     

SrBi_2Ta_2O_9薄膜的制备和铁电性能研究

用一种新的低温过程制备了SrBi2Ta2O9铁电薄膜。在Sol-Gel方法中用Pt/Ti/SiO2/Si作衬底,研究了薄膜的结构和电特性。SrBi2Ta2O9薄膜在淀积Pt上电极之前和之后都要退火,第一次退火在760乇氧压下600℃时退火30分钟,在第二次退火后薄膜结晶良好。     

Yb掺杂对Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3陶瓷微观形貌及介电性能的影响

采用溶胶-凝胶一步法制备了Yb掺杂锆钛酸钡基陶瓷,陶瓷样品的容温变化率均符合Y5V标准,通过XRD、SEM等分析检测手段对陶瓷样品进行表征。探讨了Yb掺杂量对锆钛酸钡基陶瓷微观形貌、介电常数、容温变化率及介电损耗的影响。研究表明:随着Yb掺杂量的增大,陶瓷的晶粒尺寸有增大趋势,室温介电常数呈现出先增大后减小的变化趋势;当Yb掺杂量为0.06mol%时,陶瓷的晶粒尺寸较小,陶瓷较为致密,其室温介电常数达到最大值18221,介电损耗较小为0.0061。     

生长温度对单晶衬底上生长Ba(Zr_(0.2)Ti_(0.8))O_3薄膜微结构和介电性能的影响(英文)

采用脉冲激光沉积方法,在制备有LaNiO3(LNO)底电极的LaAlO3(LAO)衬底上,分别在500,600℃和700℃的沉积温度下制备了锆钛酸钡Ba(Zr0.2Ti0.8)O3(BZT)薄膜.通过X射线衍射表征薄膜的结构特性,原子力显微镜和扫描电子显微镜分别用来表征样品的表面和断面形貌.结果表明:BZT薄膜与LNO具有c轴取向,并以cube-on-cube方式排列生长.BZT薄膜表面致密无裂缝,具有柱状生长的晶粒.薄膜的介电性能测试显示:600℃下沉积的BZT薄膜具有较高的介电可调性(49.1%)和较低的介电损耗(2.5%).在600℃下沉积的BZT薄膜的优值因子(figure of merit,FOM)达到19.8.     

La/Nb掺杂对Bi_4Ti_3O_(12)薄膜铁电性能和疲劳特性的影响

采用溶胶–凝胶工艺(sol–gel)在Pt/Ti/SiO2/p-Si衬底上分别制备Bi4–xLaxTi3O12和Bi4Ti3–yNbyO12铁电薄膜,研究La/Nb掺杂对Bi4Ti3O12薄膜铁电性能和疲劳特性的影响。结果表明:La/Nb掺杂均能有效改善Bi4Ti3O12薄膜的铁电性能和疲劳特性。当La摩尔(下同)掺量在0.5～0.75时,La掺杂对Bi4Ti3O12薄膜的性能改善作用最好,而且在明显提高薄膜铁电性能的同时,对薄膜疲劳特性的改善更加显著,薄膜经1010极化反转后,其剩余极化强度(Pr)仅下降5.1%。Nb掺杂对提高薄膜铁电性能的作用更加明显,Nb掺量为0.06时,Bi4Ti3–yNbyO12薄膜的Pr高达18.7μC/cm2,但Nb掺量不宜过多,当Nb掺量超过0.06以后,薄膜的铁电性能和疲劳特性均反而有所下降。     

水热法合成Ba(Ti_(0.8)Zr_(0.2))O_3纳米粉体

钛酸钡(BaTiO_3)系列电子材料是一类重要的功能材料,正逐渐向小体积、功能化、大容量方向发展,常采用掺杂改性的方式提高其介电常数及稳定性。本次实验主要以TiCl_4、BaCl_2·2H_2O、ZrOCl_2、NaOH为原料,采用水热合成法制备锆钛酸钡[Ba(Ti_(0.8)Zr_(0.2))O_3,BZT]纳米粉体,并探讨反应温度、Ba/(Ti+Zr)摩尔比以及pH对BZT粉体合成的影响。实验结果表明,在反应温度为220℃,反应时间为4h,Ba/(Ti+Zr)=1.4,且pH为14时制备的BZT粉体物相单一,分散性较好,粒径较小。当提高pH及前驱物的Ba/(Ti+Zr)摩尔比及升高反应温度时,均有利于BZT晶体形成,而且粉体粒径减小。     

SrBi_4Ti_4O_(15)陶瓷薄膜的铁电性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了CaxSr1-xBi4Ti4O15铁电陶瓷薄膜,并研究了Ca掺杂量、退火温度以及保温时间对SrBi4Ti4O15陶瓷薄膜铁电性能的影响。研究结果表明,当Ca掺杂含量为0.4%,退火温度为750℃,保温时间为5 min时,样品的铁电性能最好。     

Zr~(4+)取代对Ba(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3:Eu~(3+)荧光粉结构和荧光特性的影响

采用固相法制备了不同Zr~(4+)取代量的(Ba_(0.97)Eu_(0.03))(Mg_((1–x)/3)Nb_(2(1–x)/3)Zr_x)O_3荧光粉,研究了Zr~(4+)取代量对荧光粉的晶体结构以及荧光特性的影响规律。随着Zr~(4+)取代量的增加,当x=0.05时,体系发生了从六方相到立方相的转变,发光行为有所减弱;当x0.05时,体系为立方相,Zr~(4+)的引入使BO_6八面体扭转程度增强,能级简并消除,B—O成键范围变大,基质对近紫外光区域的光吸收增强,来源于基质的电荷迁移带强度增加,增强了对Eu~(3+)的敏化作用,使稀土Eu~(3+)在近紫外与蓝光区域的激发与发射均得到增强。Zr~(4+)取代后,荧光粉的色坐标由从(0.658,0.342)移动到(0.642,0.358),是一种适用于近紫外(395 nm) LED芯片激发的红色荧光粉。     

退火工艺对Pb(Zr_(0.55)Ti_(0.45))O_3铁电薄膜结晶取向的影响

用射频磁控溅射法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si上成功的制备了Pb(zr0.55Ti0.45)O3(PZT)铁电薄膜,通过传统退火(CFA)和快速退火(RTA)不同的退火方式,获得了(100)和(111)择优取向的铁电薄膜。对薄膜电学特性的测试表明,薄膜的织构对其电学性能有很大影响,(111)取向的薄膜与(100)取向的薄膜相比,剩余极化Pr和矫顽场Ec较大,但抗疲劳特性却较差。     

烧结保温时间对Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3-Zn-Nb陶瓷微观结构与介电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备Y5V型Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3-Zn-No陶瓷,通过XRD、SEM等分析检测手段对样品进行表征。研究了烧结保温时间对Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3-Zn-No陶瓷相组成、微观结构、介电性能及介电弛豫的影响。结果表明:样品均为单一钙钛矿结构,且随着烧结保温时间的增加,陶瓷晶粒尺寸与介电常数增大,弥散相变系数(y)先增加后减小。     

Ni掺杂对铋层状钙钛矿Bi_6Fe_2Ti_3O_(18)薄膜微结构及铁电性能的影响

利用化学溶液沉积法在Pt/Ti/SiO_2/Si(100)基片上制备了Bi_6Fe_(2–x)Ni_xTi_3O_(18)(x=0,0.5,1.0,1.5)薄膜,研究了不同Ni掺杂量对Bi_6Fe_2Ti_3O_(18)薄膜微结构和铁电性能的影响。X射线衍射和Raman光谱测试结果表明:当Ni掺杂量x=1.5时,薄膜仍能保持单相结构,晶格畸变和薄膜压应力随Ni掺杂量分别逐渐增大和减小。Ni掺杂薄膜具有Aurivillius相陶瓷材料典型的不规则扁平状颗粒。随着Ni掺杂量逐渐增加,薄膜的P_s和P_r先增大后减小,而Ec和漏电流逐渐增大。Ni掺杂导致的Bi_6Fe_2Ti_3O_(18)薄膜晶格畸变增加,薄膜压应力减小和氧空位浓度增加是引起薄膜铁电性能变化的主要原因。     

Pb(Ni_(1/3)Nb_(2/3))O_3-Pb(Mg_(1/2)W_(1/2))O_3-PbTiO_3三元系低温烧成多层陶瓷电容器瓷料的研究

本文选择Pb(Ni_(1/3)Nb_(2/3))O_3-Pb(Mg_(1/2)W_(1/2))O_3-PbTiO_3三元系低温烧成独石电容器瓷料为研究对象.实验结果表明,一次合成工艺优于分别合成工艺.采用适当的配方,可获得900℃左右烧成ε～8000,tgδ0.01～0.025,-25℃～+85℃下△C/C<±45%,且其它性能亦良好的独石瓷料.升温速度的加快将导致介电性能的下降.微观结构研究结果表明,颗粒尺寸的增加和高介电常数晶体的增多将有利于ε的提高.获得了890℃～920℃下一次烧成该瓷料用的全银电报.     

若干Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3—PbTiO_3—(Ba,Sr)TiO_3陶瓷的机电性能:Ⅰ

Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3—PbTiO_3—(Ba,Sr)TiO_3(以下简称PMN—PT—BT,ST)三元组成的变化(6.4％≤PT％≤14.1％,1.25％≤BT,ST％≤2.5％)可引起应变和磁滞的变化。对1.25％BT系统来说,随着温度(Tmax)的增加应变也增加,而介质损耗同应变和磁滞并无关系。另外,弱电场老化(不改变电场强度)在电场强度大于0.2MV/m时将显示较小的应变和磁滞。窄的极化电场回线(初始曲线与后一个循环几乎难以分辨)展示弱电场介电常数