双基体线性敏感陶瓷材料的研究(英文)

重点研究由CdO-SnO2-WO3系列(以下简称Cd-Sn-W)和CdO-Sb2O3-WO3系列(以下简称Cd-Sb-W)及由它们共同组成的双基体三相(Cd2Sb2O7、CdSnO3、CdWO4)结构线性敏感陶瓷的制备方法。给出了上述半导体陶瓷的电子转移式;分析了半导相Cd2Sb2O7和CdSnO3的导电机理和电阻-温度(R-T)曲线呈线性的机理,并对其他特性进行了深入的分析和研究。     

用纳米粉制备线性NTC敏感陶瓷材料

重点研究了由CdO-SnO2-WO3系列(简称Cd-Sn-W)和CdO-Sb2O3-WO3系列(简称Cd-Sb-W)及由它们共同组成的双基体三相(Cd2Sb2O7,CdSnO3,CdWO4)结构线性敏感陶瓷的制备方法。给出了上述半导体陶瓷的电子转移式;分析了半导相Cd2Sb2O7和CdSnO3的导电机理和电阻-温度(R-T)曲线呈线性的机理,并对其他相关特性进行了分析和研究。独立地设计了用化学共沉淀方法制备上述NTC(负温度系数)陶瓷微粉的化学反应方程式,并对聚乙二醇和无水乙醇在制备纳米微粉时所起的防止颗粒发生团聚现象的作用进行了分析。由于大分子量的聚乙二醇几乎是无毒的,对人体基本无毒害作用,因而有广泛的推广价值。     

研制Cd-Sb-W和Cd-Sn-W系列敏感陶瓷的新方法

重点研究了由CdO-SnO_2-WO_3系列(简称Cd-Sn-W)和CdO-Sb_2O_3-WO_3系列(简称Cd-Sb-W)及由它们共同组成的双基体三相(Cd_2Sb_2O_7,CdSnO_3,CdWO_4)结构线性敏感陶瓷的制备方法。给出了上述半导体陶瓷的电子转移式;分析了半导相Cd_2Sb_2O_7和CdSnO_3的导电机理和电阻-温度(R-t)曲线呈线性的机理,并对其他相关特性进行了深入的分析和研究。     

线性NTC敏感陶瓷合成及其特性的研究

研究了 CdO-SnO2-WO3 系列 ( 以下简称 Cd-Sn-W) 双基体两相 ( CdSnO3, CdWO4) 结构线性敏感陶瓷的制备方法。分别给出了用化学共沉淀方法和氧化物方法所制备样品的 XRD 图谱, 分析了化学共沉淀方法的优越性。给出了电子转移式; 分析了半导相 CdSnO3 的导电机理和电阻-温度 (R-t) 曲线呈线性的机理。并对其他相关特性进行了深入的分析和研究。独立地设计了用化学共沉淀方法制备上述 NTC ( 负温度系数) 陶瓷微粉的两个化学反应方程式, 深入分析了聚乙二醇和无水乙醇在制备纳米微粉时所起的防止颗粒发生团聚现象的作用。由于大分子量的聚乙二醇几乎是无毒的, 对人体基本无毒害作用, 因而有广泛的推广价值。     

Sb_2O_3掺杂Ba(Ti_(0.91)Zr_(0.09))O_3陶瓷的结构与性能

采用固相反应法制备了Sb2O3掺杂的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷,研究了Sb2O3掺杂量(x(Sb2O3)为0.5%～5.0%)对陶瓷晶相结构及介电性能的影响,分析了陶瓷电滞回线变化的原因。结果表明:Sb3+进入了Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷晶格,引起晶格畸变,且无第二相出现。随着Sb2O3掺杂量的增加,陶瓷晶粒逐渐变小变均匀,tanδ减小。Sb2O3掺杂的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷为弥散相变铁电体,在x(Sb2O3)为3.0%处弥散程度最小。     

Sb2O3掺杂Zn-Nb-O基微波介质陶瓷的结构与性能

采用传统电子陶瓷工艺制备(ZnNb2O6-Zn3Nb2O8)-Sb2O3(ZZS)陶瓷,研究了Sb2O3含量对ZZS陶瓷结构及介电性能的影响规律。结果表明,Sb2O3的加入促进了陶瓷的烧结,陶瓷中除ZnNb2O6和Zn3Nb2O8两种主晶相外未有新相生成,Sb2O3则以Sb3+或Sb5+置换Nb5+/Zn2+形成置换固溶体;陶瓷的介电常数(εr)随Sb2O3含量的增加先增大后减小,保持在23～25之间,介电损耗略有增加。微波频段下,0.7ZnNb2O6-0.3Zn3Nb2O8陶瓷的介电常数随Sb2O3含量的增加略有减小,品质因数与频率的乘积(Q×f)值先增大后减小。当w(Sb2O3)=1%时,陶瓷综合性能最佳,εr=22.88,Q×f=38 871GHz。     

Sb2O3对富钛型钛酸锶钡基陶瓷结构及性能的影响

采用传统固相法制备Sb2O3掺杂(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3系介电陶瓷,通过扫描电镜、X线衍射仪及LCR测试系统,研究不同含量的Sb2O3及烧结工艺参数对TiO2过量的钛酸锶钡体系微观结构及介电性能的影响。结果表明,随Sb2O3掺杂量增大,(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3陶瓷由立方钙钛矿结构单相固溶体转变为多相化合物。在TiO2过量的(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3陶瓷中,Sb3+进入钙钛矿晶格A位。Sb2O3添加量较大时,(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3基陶瓷晶粒异常长大,粒径分布不均匀,且有柱状晶粒出现。随Sb2O3掺杂量增大,(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3基陶瓷居里温度及介电常数峰先增大后减小。提高(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3基陶瓷的烧结温度并延长保温时间有利于改善Sb2O3掺杂量较高时(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3基陶瓷室温的介电性能。     

Sb_2O_3掺杂量对BaBiO_3基陶瓷电性能的影响

为改善BaBiO3基陶瓷的NTC特性,选择Sb2O3为掺杂剂,以固相法合成了BaBiO3基陶瓷。研究了Sb2O3掺杂量对该陶瓷的物相、显微结构及电性能的影响。结果表明:Sb2O3掺杂BaBiO3基陶瓷的B25/85值和室温电阻率ρ25均随着n(Sb2O3)的增加呈现先减小后增大的趋势;当n(BaBiO3):n(Sb2O3)=1000:3时,获得了具有较好NTC特性的样品,其室温电阻率ρ25为416Ω.cm,B25/85值为2378K。     

ZnO陶瓷薄膜的制备及其低压压敏性质

利用新型Sol-Gel法在镀有Au底电极的单晶硅片上制备Bi2O3、Sb2O3掺杂的ZnO陶瓷薄膜,先驱体溶液由Bi2O3、Sb2O3掺杂的ZnO纳米粉体均匀分散于含有Zn(CH3COO)2、Bi(NO3)3及Sb2O3的溶胶中制成,薄膜由甩胶法制备,并由400℃预烧、750℃退火。制得的陶瓷薄膜ZnO结晶良好,并存在β－Bi2O3、Zn2Sb3Bi3O14及Zn7Sb2O12相,表现出良好的低压压敏性质,厚约为3μm为ZnO陶瓷薄膜非线性系数α为6.2、压敏电压为5V,漏电流为8μA。     

不同施主掺杂对(Sr0. 3Ba0. 7) T iO 3 系热敏L PTC 电阻率的影响

本文研究了Nb2O5、Y2O3或Sb2O3不同施主掺杂对(Sr0.3Ba0.7)TiO3热敏陶瓷LPTCR的影响,并讨论了不同施主掺杂的不同半导体机理。发现在本实验条件下掺Nb的（Sr0.3Ba0.7)TiO3热敏陶瓷为缓变形LPTC,掺Sb和Y的（Sr0.3Ba0.7)TiO3热敏陶瓷为突变形LPTC,且掺Sb的LPTC线性度最好,线性温区较宽。     

HfO_2含量对铌锑锆钛酸铅压电陶瓷性能的影响

针对Pb(Sb,Nb)O3-Pb(Zr,Ti)O3压电陶瓷制备过程中谐振反谐振频率差值Δf出现的波动现象,利用配料递减称量法,研究了HfO2含量对Pb(Sb0.5Nb0.5)0.08Zr0.50Ti0.42O3+1.5%(质量分数)MnO2三元系压电陶瓷的晶相结构、微观形貌和电性能的影响。同时分析了ZrO2原料中HfO2杂质的成因。结果表明:HfO2在该三元系压电陶瓷中属于无害但无用的杂质。通过调整ZrO2配料含量,可以使其Δf控制在合格范围内(7.0~8.0kHz),而且其他的电性能基本保持不变。     

Sb_2O_3对非化学计量钛酸锶钡陶瓷介电性能的影响

采用固相法制备工艺获得Sb2O3掺杂(Ba0.7Sr0.3)Ti0.995O3系电介质陶瓷。通过扫描电镜、X线衍射仪及LCR测试系统,研究Sb2O3含量、烧结温度及保温时间对非化学计量的钛酸锶钡体系微观结构及介电性能的影响。结果表明,随Sb2O3掺杂量增大,(Ba0.7Sr0.3)Ti0.995O3陶瓷由立方钙钛矿结构单相固溶体转变为多相化合物。在(Ba0.7Sr0.3)Ti0.995O3陶瓷中,Sb3+占据钙钛矿晶格B位。随Sb2O3掺杂量的增大,(Ba0.7Sr0.3)Ti0.995O3基陶瓷的平均粒径减小,室温介电性能及居里温度显著改变。提高烧结温度并延长保温时间有利于改善高Sb2O3掺杂量下非化学计量BST基陶瓷室温介电性能。     

改性钙钛酸铅陶瓷的电导性能研究

当掺钙钛酸铅(PCT)用作为压电、热释电材料时,除介电性能外,电导性能也是重要的性能参数。采用传统固相法制备掺钙钛酸铅系陶瓷,研究了不同掺杂量的Sb2/3Mn1/3及烧结助剂NiO、Bi2O3对陶瓷相结构、介电损耗和电导性能的影响。结果表明,在1 180℃下烧结2h,得到纯钙钛矿结构的改性陶瓷,陶瓷介电损耗降低;Sb2/3Mn1/3掺杂量对PCT系陶瓷在20~40℃的电阻温度稳定性有明显影响,随Sb2/3Mn1/3含量增加电阻温度系数(TCR)增大;在Pb0.80Ca0.20(Sb2/3Mn1/3)0.05Ti0.95O3中加入NiO、Bi2O3后有效降低了陶瓷在20~40℃的电阻温度系数;掺杂元素种类和掺杂量对陶瓷在20~80℃的TCR值基本没有影响,TCR值约为-0.15μ℃-1。     

掺杂的PNL-PFS-PZT铁电陶瓷性能研究

通过对几种不同的样品压电特性、机械品质因数和介电温谱等特性的对比和分析 ,研究了Pb (Li1/4Nb3 /4 )O3 Pb (Fe1/3 Sb2 /3 )O3 PbTiO3 PbZrO3 四元系陶瓷在不同配比和掺杂下的机电性能 ,发现该系列样品具有较高的压电常数 (可达 3 4 0× 10 -12 C/N)和介电驰豫温谱。文中还对该系列陶瓷的烧成工艺进行了一定的实验和对比 ,以寻找其最佳的烧成工艺。     

高频压电器件用Co2O3改性PbTiO3基压电陶瓷

报道了一种适用于高频压电器件的Co2O3改性Pb(Mn1/3Sb1/3)O3-PbTi O3(PT-PMS)基陶瓷。采用轧膜成型工艺制备了PT-PMS压电陶瓷,研究了加入Co2O3对陶瓷的介电、压电和机电性能的影响。结果表明,加入适量Co2O3,提高了陶瓷烧结密度,改善了陶瓷压电性能;同时,Co2O3的硬性掺杂作用使陶瓷的机械品质因数Qm明显上升。当Co2O3的质量分数为0.65%时,陶瓷表现出良好的机电性能:εr=290,d33=78 pC/N,kp=0.133,kt=0.489,Qm=2 162,TC=325℃。此外,该陶瓷具有高的居里温度TC,能满足回流焊工艺要求。     

中温烧结BaO-TiO2-ZnO-Nb2O5系微波瓷料

使用电子陶瓷工艺制备得到了掺杂Mn和Sn的BaO-TiO2-ZnO-Nb2O5(BTZN)系陶瓷，XRD表明，其主晶相为Ba2Ti9O20、BaTi4O9，另外还有少量附加晶相：Ba4Ti13O30、Ba3Ti12Zn7O34、BaTi5O11等。少量Mn和Sn掺杂有利于系统Q值的提高，降低了烧结温度并提高了介电性能。文中主要对Mn和Sn掺杂的影响机理分析作了分析。Mn和Sn综合掺杂的结果，使得在中温1160℃得到了微波介电性能优良的BTZN陶瓷。同时，把此种瓷料制成多层陶瓷电容器开拓了一种新的应用领域。     

Mn1/3Sb2/3对压电陶瓷材料性能的影响

研究了Pb(Mn1/3Sb2/3)y(Zn1/3Nb2/3)0.16(Zr,Ti)0.84-yO3(系压电陶瓷的主要特性，讨论了（Mn1/3Sb2/3)现代量变化对材料性能的影响。通过测试材料的介电损耗tanδ介电常数ε、机电耦合系数kp和机械品质因数Qm，判断出Mn1/3Sb2/3在PMZN系材料中的最佳取代范围。     

氧化物掺杂ZnO-BST复合陶瓷的复阻抗分析

采用复阻抗分析方法研究了Sb2O3、MnO及Cr2O3掺杂对复合陶瓷ZnO-0.17Ba0.8Sr0.2TiO3(ZnO-0.17BST)晶粒相、晶界相电阻的影响,采用XRD、SEM测量了试样的晶相、微观形貌。结果表明:掺杂并没有改变复合陶瓷的相组成,Sb2O3掺杂,Sb2O3-MnO共掺杂和Sb2O3-MnO-Cr2O3共掺杂的三组试样,其晶粒相电阻随掺杂试剂种类的增多依次减小,晶界相电阻先减小后增加。掺杂氧化物不同,其晶粒、晶界相电阻对复合体系电阻的贡献不同。考虑到晶界相的含量,在掺杂ZnO-0.17BST复合陶瓷电导中,晶粒相起主导作用。     

Ca_(0.3)(Li_(0.5)Sm_(0.5))_(0.7)TiO_3微波介质陶瓷低温烧结研究

采用固相反应法,以Ca0.3(Li0.5Sm0.5)0.7TiO3(CLST—0.7)陶瓷为基料,掺杂质量分数为10%的CaO-B2O3-SiO2(CBS)氧化物和2%～6%的Li2O-B2O3-SiO2-CaO-Al2O3(LBSCA)玻璃料为复合烧结助剂,研究了LBSCA掺杂量对CLST—0.7陶瓷的低温烧结行为及微波介电性能的影响。结果表明,复合烧结助剂掺杂促使CLST—0.7陶瓷烧结温度降低了200～300℃,并保持良好的微波介电性能。掺杂质量分数10%CBS和4%LBSCA的CLST—0.7陶瓷经950℃烧结5h后,其εr=71.84,Q·f=1967GHz,τf=41.7×10–6/℃。     

SiO2对低温烧结PMSZT压电陶瓷性能的影响

探讨了低温烧结时SiO2掺杂对锑锰锆钛酸铅Pb(Mn1/3Sb2/3)0.05Zr0.47Ti0.48O3(PMSZT)压电陶瓷性能的影响,通过X-射线衍射及扫描电镜分析Pb(Mn1/3Sb2/3)0.05Zr0.47Ti0.48O3 w(SiO2)(w=0.05%~0.30%,质量分数)陶瓷的相组成和显微结构。结果表明,合成温度900℃时,可得到钙钛矿结构。w(SiO2)不同时PMSZT试样均为四方相和三方相共存,随着w(SiO2)的增加,三方相在准同型相界中的比例略有增加。当w(SiO2)=0.10%时,得到电性能优良的压电陶瓷,相对介电常数3Tε3/0ε=1 290,介质损耗tanδ=0.4%,压电常数d33=264 pC/N,机电耦合系数kp=0.59,机械品质因数Qm=3 113。SiO2的加入使PMSZT陶瓷的居里温度降低,谐振频率随温度的变化几乎都是正。