SrTiO_3/CaCu_3Ti_4O_(12)复合陶瓷材料的介电性能

本文采用固相反应法制备了xSrTiO_3/(1-x)CaCu_3Ti_4O_(12)(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1)复合陶瓷,研究了复合材料的物相、微观结构和宽温度宽频率范围内的介电性能。结果表明:在1348~1600K的温度范围内烧结能够得到致密性良好的xSrTiO_3/(1-x)CaCu_3Ti_4O_(12)(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1)复合陶瓷。频率为100kHz时,样品的室温介电常数随SrTiO_3含量的增加而减少,从71358(x=0)单调减少至270(x=1),其变化规律遵循Lichtenecker法则。介电损耗随SrTiO_3含量的增加先增大后减少。当x=0.2时,样品与CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷的介电性能相似,存在低温的介电弛豫和巨介电常数平台。随着SrTiO_3含量的增加,复合陶瓷的低温介电弛豫激活能增大,介电响应被抑制,而高温介电响应由于高温电导的影响而增强,使得CaCu_3Ti_4O_(12)特有的巨介电常数平台随着SrTiO_3的增加逐渐消失,xSrTiO_3/(1-x)CaCu_3Ti_4O_(12)复合材料的温度依赖性增强。     

第一性原理对CaTiO3和CaCu3Ti4O12的对比研究

通过Ca替换CaCu_3Ti_4O_(12)晶胞中的所有Cu,建立了包含TiO6八面体扭转的CaTiO3;通过Cu替换CaTiO32×2×2超胞中3/4的Ca,建立了不包含CuO_4正方形的CaCu_3Ti_4O_(12)。采用Materials Studio软件的CASTEP模块,对比了上述晶体和标准晶体成键状况、能带结构、态密度及介电函数,分析了TiO6八面体扭转和CuO_4正方形的影响,发现了Cu-O键或CuO_4正方形对CaCu_3Ti_4O_(12)光频介电常数的关键性作用。研究结果提供了通过内禀机制优化CaCu_3Ti_4O_(12)材料介电性能的新途径。     

巨介电常数陶瓷CaCu3Ti4O12的研究进展

CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)陶瓷具有高介电常数和高热稳定性,这使得CCTO可能在高密度信息储存、高介电电容器、大规模集成电路等领域获得广泛使用。系统地介绍了CCTO高介电常数起源的内禀机制和外禀机制,详细归纳了元素掺杂对CCTO介电特性的影响,阐述了巨介电常数与本征点缺陷的内在关联,肯定了晶粒电导赝极化理论,指出了CCTO巨介电常数陶瓷研究的重点在于:基于外禀机制的IBLC模型,通过晶胞掺杂或晶界掺杂改变晶粒或者晶界的电导,进而调控CCTO的介电损耗,使CCTO保持较高介电常数的前提下,在很宽的频率范围内使介电损耗正切值降低到0.1以下。     

SrBi_4Ti_4O_(15)陶瓷材料介电和导热性能的研究

用溶胶-凝胶法制备了SrBi_4Ti_4O_(15)陶瓷材料,研究了烧结温度、铋含量及掺杂Nd对SrBi_4Ti_4O_(15)陶瓷结构、热扩散率及介电性能的影响.结果发现,SrBi_4Ti_4O_(15)陶瓷材料的热扩散率和介电常数随烧结温度的升高而增大,最佳烧结温度为1100℃,铋含量过量达10%时,SrBi_4Ti_4O_(15)陶瓷的热扩散率和介电常数最大.随着掺杂量Nd的增加,SrBi_4Ti_4O_(15)陶瓷的热扩散率和介电常数随之增大.     

ZBL低温助烧CaCu3Ti4O12高介电陶瓷的研究

采用固相合成CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)微波介质陶瓷基体粉体,通过XRD衍射仪、SEM扫描电镜表征掺杂ZnO-B_2O_3-La_2O_3(ZBL)低软化点玻璃助烧剂的(CCTO)陶瓷的物相组成及结构特点,研究ZBL玻璃的掺杂量对CCTO样品烧结性能及微波介电性能的影响。研究表明:添加10%(质量分数)ZBL玻璃的CCTO陶瓷在960℃烧结3h,能够获得较好的介电性能:εr=112,tanδ=0.0027,τf=-2×10-6/℃。     

Ba_(1-x)Ca_xZr_(0.1)Ti_(0.9)O_3陶瓷介电性能的研究

电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一,在工农业、国防、科学研究和日常生活中都有广泛的应用。其中陶瓷电容器具有耐高温、耐腐蚀、介电常数高、性能稳定等特点,满足当前集成电路对电容器小型化、高容量的要求。以Ba CO_3、Ca CO_3、Zr O_2和Ti O_2等为原料,Y_2O_3为掺杂剂,以掺杂量为0.05%Y_2O_3(摩尔百分比)的Ba_(1-x)Ca_xZr_(0.1)Ti_(0.9)O_3陶瓷材料为研究对象,研究了Ca CO_3加入物对体系微观形貌和介电性能的影响。结果表明,Ca CO_3的加入不改变试样主晶相,但随着Ca CO_3掺杂量的增加,晶粒尺寸逐渐增大,试样的室温介电常数εr有所提高,试样的介电损耗tanδ骤然增大,然后降低。与此同时,材料的居里温度向低温方向移动,但移动范围较小;样品的介电常数峰值逐渐降低,样品的介电常数温度变化率减小。     

不同化学组分对CaCu3Ti4O12介电陶瓷性能的影响

用溶胶-凝胶（Sol-gel）技术制备了掺杂5％、10％的Ca、Cu及Ti化学组分的化合物CaCu3Ti4O12系列纳米粉体并后续烧结成多晶陶瓷。用XRD、SEM手段表征了烧结体的晶相和微观形貌。通过研究样品的介电性能，发现系列金属离子的掺杂几乎没有改善样品的介电性能。实验研究表明，经1000℃烧结、保温2h严格按照化学组分配制的CaCu3Ti4O12介电陶瓷的致密性好、晶粒均匀，具有良好的介电性能，室温下在10^2～10^5Hz宽频范围，介电常数ε达到～10^4，介电损耗低于～0.15。     

介电陶瓷/导热硅橡胶复合材料的制备及介电性能研究

针对单一导热填料在高填充量下也无法同时提高硅橡胶介电、导热性能的问题,采用介电陶瓷钛酸锶(ST)、导热填料氮化硅(Si_3N_4)复合填充制备了Si_3N_4/ST/硅橡胶复合材料,研究了复合材料的介电和导热性能。采用LCR频谱分析仪和导热系数测试仪分别测试复合材料的介电常数和导热系数。结果表明:Si_3N_4与ST的共同填充提高了复合材料的介电性能和导热系数;Si_3N_4填充量为15%(体积分数,下同)时,Si_3N_4/硅橡胶复合材料的介电常数达到最大值5.4F/m;在Si_3N_4填充量保持不变、ST填充量为20%时,复合材料介电常数为纯硅橡胶介电常数的2.3倍,介电损耗保持在0.05以下,导热系数是纯硅橡胶的3倍。     

高介电常数EP/BT复合材料介电性能的研究

选用粒径从100 nm～1 μm的钛酸钡(BT)粉末与环氧树脂(EP)采用溶液共混法制备了0～3型两相复合材料,并研究了复合材料的介电性能包括介电常数、介电损耗以及击穿场强.结果表明,复合材料的介电性能不只与陶瓷相的体积分数有关,还与陶瓷相中BT颗粒的粒径大小相关.运用SEM手段对复合物的微观形貌进行了表征.     

BCTZ-环氧树脂复合材料的制备和介电性能研究

采用固相反应法制备了Ba0.96 Ca0.04 Ti0.8 Zr0.2 O3 (BCTZ)陶瓷粉末,然后采用溶液混合,热压的方法制备了BCTZ-环氧树脂(Epoxy)复合材料,研究BCTZ-环氧树脂复合材料介电性能与陶瓷含量、测试频率和温度的关系.结果表明,BCTZ-环氧树脂复合材料具有高的介电常数(48.6)和低的损...     

Bi4Ti3O12掺杂对(Bi1.5Zn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7陶瓷结构与介电性能的影响

研究了Bi4Ti3O12掺杂对(Bi1.5Zn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7(BZN)陶瓷烧结特性、相结构和介电性能的影响.采用传统的固相反应法制备样品,X射线衍射技术分析相结构,SEM观察表面形貌.结果表明,Bi4Ti3O12掺杂能有效地促进烧结,提高介电常数ε,降低介电损耗tgδ,优化介电频率温度系数αε.1000℃烧结8%(摩尔分数) Bi4Ti3O12掺杂的BZN陶瓷具有较好的介电性能ε=192,tgδ= 4.21×10-4,αε=-3.37×10-4/℃.     

CaCu3Ti4-3/4zFezO12/偏聚氟乙烯和Ca1-3/2xLaxCu3-yMgyTi4O12/偏聚氟乙烯复合材料的制备及介电性能研究

以CaCu3Ti4O12为原料,采用溶胶-凝胶法制备CaCu3Ti4-3/4zFezO12 (CCTFO)和Ca1-3/2xLaxCu3-y MgyTi4O12(CLCMTO)前驱粉体,以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体采用球磨共混法热压制备CaCu3Ti4-3/4zFezO12(CCTFO)/PVDF和Ca1-3/2xLaxCu3-yMgyTi4O12(CLCMTO)/PVDF复合材料,考察掺杂量和前驱粉体填充质量对复合材料微观结构和介电性能的影响。结果表明:当前驱粉体填充质量增加到50%时,复合材料出现团聚现象。复合材料的介电常数和介电损耗均随填料含量的增加而升高,Fe掺杂后虽然不能提高复合材料的介电常数,但能降低中到高频段的介电损耗,La、Mg双掺杂不仅可以提高介电常数还可以降低介电损耗。     

Zr4+B位置换对(Pb0.5Ca0.5)(Fe(0.5)Nb0.5)O3

研究了Zr4+离子B位置换改性对(Pb0.5Ca0.5)(Fe0.5Nb0.5)O3陶瓷微波介电性能.实验结果表明,(Pb0.5Ca0.5)(Fe0.5Nb0.5)O3(PCFNZ)陶瓷样品呈现单一斜方钙钛矿相结构.随Zr(4+)离子的置换量增加,PCFNZ陶瓷体系的Qr值和晶粒尺寸逐渐减小;介电常数εr随着置换量增加...     

PHASES AND PROPERTIES OF SYSTEM Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3—PbTiO_3 —Ba(Ti(0.85)Sn(0.15))O_3

本文合成并研究了Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3-Ba(Ti_(0.85)Sn_(0.15))O_3(PZN-PT-BTS)陶瓷的晶相组成及其介电、压电和铁电性能。Sn~(4+)离子的存在,使PZN-PT-BTS 陶瓷晶粒难以具有完全的钙钛矿结构。微量焦绿石的存在,对其电性能的影响并不很大。PZN-PT-BTS 具有良好的介电、压电和铁电特性。     

(1-x)(Mg0.7Zn0.3)TiO3-xCa0.61La0.26TiO3系陶瓷的微波介电性能研究（英文）

本实验研究了(1-x)(Mg0.7Zn0.3)TiO3-x(Ca0.61La0.26)TiO3(MZT-CLT)系陶瓷的微观结构和微波介电性能,通过(Ca0.61La0.26)TiO3来协调(Mg0.7Zn0.3)TiO3陶瓷的谐振频率温度系数.MZT-CLT陶瓷的主晶相为(Mg0.7Zn0.3)TiO3,第二相为Ca0.61La0.26TiO3和(Mg0.7Zn0.3)Ti2O5.烧结温度和陶瓷组成对微波介电性能影响显著,当烧结温度为1275℃时,可以获得良好的致密度,当烧结温度超过1300℃时,Zn的蒸发导致陶瓷致密度和介电性能下降.随着(Ca0.61La0.26)TiO3含量的增大,材料的介电常数增大,品质因数减小.当x=0.13,烧结温度为1275℃保温4h,(MZT-CLT)陶瓷具有优良微波介电性能,εr=26,Q.f=86000 GHz,τf=-6×10-6/℃.     

Al2O3含量对Al2O3/LiTaO3复合陶瓷介电性能的影响

采用热压烧结法制备了Al₂O₃/LiTaO₃ (ALT) 陶瓷复合材料, 研究了Al₂O₃不同体积含量(5vol%、10vol%、15vol%和20vol%)对LiTaO3压电陶瓷介电性能的影响. 结果表明：随着频率的增加, 不同Al₂O₃含量的ALT陶瓷复合材料的介电常数和介电损耗均降低, 但降低的幅度不同. 少量Al₂O₃(5vol%)的添加既能增大材料的介电常数同时又降低了材料的介电损耗, 但是随着Al₂O₃含量的继续增加, ALT陶瓷复合材料的介电常数和介电损耗都增大, 其居里温度先升高后降低. Al₂O₃作为第二相不但能促进LiTaO3陶瓷烧结致密,而且对ALT陶瓷复合材料的介电性能也有提高.     

Nb掺杂Bi_4Ti_3O_(12)陶瓷的微结构与介电性能研究

采用固相烧结工艺制备了Nb掺杂的Bi4Ti3O12(BIT)铁电陶瓷.用XRD和AFM对其微观结构进行了分析,研究了Nb掺杂对材料微观结构和介电性能的影响.结果发现,微量Nb的掺入并未改变BIT的晶体结构,但可减小陶瓷的晶粒尺寸并降低材料的居里温度.同时,Nb的掺入大大降低了BIT陶瓷的介电常数并削平了BIT陶瓷的介电损耗峰,适当掺杂Nb可明显降低BIT陶瓷的介电损耗.     

Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3)O_3-PbTiO_3-Ba(Ti_(0.85)Sn_(0.15)O_3陶瓷的晶相组成与电性能

本文合成并研究了 Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3-Ba(Ti_(0.85)Sn_(0.15))O_3(PZN-PT-BTS)陶瓷的晶相组成及其介电、压电和铁电性能。Sn~(4+)离子的存在,使 PZN-PT-BTS 陶瓷晶粒难以具有完全的钙钛矿结构。微量焦绿石的存在,对其电性能的影响并不很大。PZN-PT-BTS 具有良好的介电、压电和铁电特性。     

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.     

Nb或La掺杂的Ba(Ti0.9Sn0.1)O3基陶瓷的介电性能

研究了掺杂Nb2O5或La2O3的Ba(Ti0.9Sn0.1)O3基陶瓷的介电性能.结果表明掺入0.5%(摩尔比)Nb或La后Ba(Ti0.9Sn0.1)O3基陶瓷的居里温度向低温方向明显移动,而且介电常数显著增大,室温介电常数达30000,峰值介电常数达35000左右,同时介电损耗也明显增加.