压电陶瓷CaxSr（1-x）Bi4Ti4O15的制备及其性能研究

通过固相合成法制备CaxSr1-xBi4Ti4O15（x=0.3，0．4，0．5）无铅压电陶瓷，通过XRD、SEM等测试方法对粉体及陶瓷进行了分析与表征，并利用HP4294网络分析仪、d33准静态测试仪等分析了相关性能随X的变化关系。分析表明，利用固相法合成钛酸铋锶钙粉体的较好温度为850℃，钛酸铋锶钙陶瓷的较好烧结温度为1210℃，密度为6．821g/cm^3，达到理论密度的91％，x=0.4时，压电常数达到22×10^-12C/N。     

铌、钴掺杂BaTiO3及表面改性对BaTiO3/PVDF复合材料介电性能的影响

采用铌、钴氧化物共掺杂钛酸钡(BaTiO_3,BT)制备铌钴钛酸钡(BTNC)粉体,采用硅烷偶联剂KH550对BTNC进行表面改性,制得改性铌钴钛酸钡(R-BTNC)粉体,再采用溶液共混法与聚偏氟乙烯(PVDF)制得BTNC/PVDF复合材料,并对复合材料进行了表征。研究结果表明,KH550能有效地改善填料在基体中的分散性和相容性,BTNC的加入使得PVDF中具有极化效应的β相增加,在10~2 Hz,R-BTNC用量为50%(体积分数)条件下,制得的R-BTNC/PVDF复合材料的介电常数为79.4,介电损耗为0.0520。     

La掺杂SrBi4Ti4O15结构影响研究

通过对La不同掺杂比例SBT的XRD、拉曼光谱测试表明La掺杂对铋层状结构材料SBT的结构没有破坏.随掺杂量增加La取代不同位置,SBT拉曼光谱中270cm-1峰和550cm-1峰先宽化然后逐渐锐化,314cm-1肩峰锐化,870cm-1峰没有太大的变化.La掺杂进入类钙钛矿层对邻近TiO6八面体振动影响更大.     

Bi4Ti3O12掺杂BST陶瓷性能和结构的研究

采用固相法,利用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试分析方法系统研究了Bi4Ti3O12掺杂量(质量分数,下同)(18％～50％)对(Ba0.71Sr0.29)TiO3 (BST)基电容器陶瓷介电性能和结构及烧结温度的影响.研究结果表明:随着Bi4Ti3O12掺杂量的增加,BST陶瓷的晶粒尺寸先减小然后增大.在BhTi3O12掺杂量的范围内,BST陶瓷的物相均为Bi4Ti3O12和BST的混合相,随着Bi4Ti3O12掺杂量的增加,Bi4Ti3O12相逐渐增多.随着Bi4Ti3O12掺杂量的增加,BST陶瓷的介电常数(ε)逐渐减小;介质损耗(tarδ)均较小(0.0050～0.0075),呈先减小后增大的趋势;烧结温度逐渐降低,当Bi4Ti3O12掺杂量为50％时,烧结温度为1090℃.随着Bi4Ti3O12掺杂量的增加,BST陶瓷的容温变化率(AC/C)绝对值在正温范围内(25～125℃)逐渐减小,容温变化率(△C/C)在负温范围内(-55～25℃)先减小然后上升再下降.当Bi4Ti3O12掺杂量为26％时,BST陶瓷综合性能较好,其介电常数为1700,介质损耗为0.006,容温变化率的绝对值小于15％(-55～125℃),符合X7R特性,耐直流电压为5.0kV/mm,烧结温度为1120℃.     

La、V掺杂对SrBi4Ti4O15性能影响对比研究

采用传统固相烧结工艺,制备了掺杂量分别为0．00～1．00、0．00～0．06的La、V掺杂SrBi4Ti4O15铁电陶瓷。X射线衍射结果显示,La、V对SrBi4Ti4O15的A、B位掺杂都未影响材料的晶体结构。A、B位掺杂均改善了材料的铁电性能。La掺杂量为0．25时,SBTi的剩余极化(2P1)增大50％,同时矫顽场(2Ec)下降了25％。少量的V取代SBTi的B位Ti离子后．2Ec虽无明显变化,但2P,却可增大近两倍．并且不影响材料的居里温度,而A位掺杂导致了材料的居里温度的明显下降。这与A、B位掺杂对材料晶格畸变程度的影响有关。     

Mn和Co掺杂对BNT-BKT-BT无铅压电陶瓷微观结构和介电性能的影响

采用传统固相法制备了Mn,Co单掺杂以及共掺杂的0.85BNT-0.10BKT-0.05BT(BNKBT)无铅压电陶瓷,并利用XRD,SEM等测试分析技术系统研究了Mn,Co单掺杂以及共掺杂对该无铅陶瓷体系相结构,微观形貌和介电性能以及铁电性能的影响.实验结果表明:Mn,Co单掺杂以及共掺杂引起钙钛矿晶格的畸变,但并不造成第二相的形成.SEM观察显示,Mn和Co元素的引入均促进了陶瓷晶粒的生长,提高了陶瓷致密度.此外,通过电学性能测试发现,Mn,Co单掺杂以及两者共掺杂均提高了陶瓷材料的介电常数εr,降低了介质损耗tanδ及矫顽场Ec；尤其是Mn/Co共掺杂的陶瓷样品一定程度提高了铁电-反铁电相变所对应的温度,即退极化温度Td,表现出了较Mn和Co两元素单一掺杂样品更优越的弛豫特性.     

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。     

Ta掺杂Na0.5 Bi4.5 Ti4O15陶瓷的显微结构和电性能EI北大核心CSCD

采用固相烧结法制备铋层结构Na 0.5 Bi 4.5 Ta x Ti 4-x O 15+0.5 x(NBT-Ta-x)(x=0~0.20)压电陶瓷。采用X射线衍射、扫描电镜和自动控温测试系统研究Ta 5+的B位掺杂对NBT-Ta-x陶瓷的微观结构、电导、介电和压电性能的影响。结果表明:随Ta掺杂量的增加,晶粒尺寸和长径比逐渐减小,表现出沿c轴的取向生长,同时,陶瓷的理论密度和体积密度增加,在掺杂量x=0.05时达到最高的相对密度96.1%,Ta在NBT晶格中的固溶极限在0.10附近。随Ta 5+掺杂量x增加到0.20,陶瓷的居里温度从680℃降至658℃。Ta 5+掺杂使NBT-Ta-x陶瓷的电阻率增加了两个数量级,压电常数d 33从13.8 pC/N增加到23 pC/N。当x=0.04~0.05时,NBT-Ta-x陶瓷的综合电性能良好:T c=670~672℃,d 33=21.8~23 pC/N,k p=7.9%~8.3%。     

过量Nb2O5对偏铌酸铅压电陶瓷烧结性能和电学性能的影响

采用传统的固相烧结法制备了组成为PbNb₂O₆-xmol%Nb₂O₅(x=0, 5, 10, 15, 20)的压电陶瓷样品, 研究了过量Nb₂O₅对PbNb₂O₆压电陶瓷烧结性能和电学性能的影响。研究结果表明, 过量Nb₂O₅能够在保证PbNb₂O₆高居里温度和明显各向异性的条件下改善其烧结性能和电学性能。这可能是因为过量Nb₂O₅导致PbNb₂O₆中Nb-O八面体的扭曲, 进而抑制PbNb₂O₆在烧结过程中的三方到四方相变。随着过量Nb₂O₅加入到PbNb₂O₆中, 其压电系数(d₃₃)和致密度都明显提高了, 并且在过量5mol% Nb₂O₅时达到最大值, 分别为69 pC/N和93.1%。     

烧结温度对锆钛酸铅-铌镁酸铅压电陶瓷结构的影响

采用铌铁矿预产物合成法在不同烧结温度下制备组成在准同型相界附近的锆钛酸铅-铌镁酸铅压电陶瓷。采用X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜以及介电温谱对制备陶瓷样品进行表征分析和性能测试。结果表明:所有陶瓷样品的相组成均为纯钙钛矿相;随着烧结温度的升高,陶瓷的相结构由菱方-四方两相共存转变为单一菱方相。对陶瓷断口的观察表明:随着烧结温度的升高,晶粒逐渐长大,陶瓷逐渐致密;陶瓷的平均晶粒尺寸约为3~4μm。制备的压电陶瓷在1 200℃烧结的试样峰值相对介电常数高达19 520,居里温度为310℃。     

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.     

熔盐法制备片状CaBi_4Ti_4O_(15)晶粒的研究

以TiO_2、CaCO_3和Bi_2O_3为原料,加入NaCl和KCl(物质的量比为1:1)为熔盐,采用熔盐法制备Ca-Bi_4 Ti_4 O_(15)片状晶体.研究了熔盐含量、合成温度以及保温时间对制备CaBi_4 Ti_4 O_(15)片状晶体的影响,并对其反应机理进行了初步的探讨.结果表明,当熔盐质量分数为30%时开始生成CaBi_4 Ti_4 O_(15),当熔盐质量分数增加到40%左右时可获得较纯的CaBi_4 Ti_4 O_(15)相.熔盐含量对钛酸铋钙晶体的形貌有一定的影响,随着熔盐含量的增加,CaBi_4 Ti_4 O_(15)片状晶体逐渐长大,各向异性程度增大.合成温度的升高和保温时间的延长有利于CaBi_4 Ti_4 O_(15)片状形貌的形成.制备完整片状形貌的CaBi_4 Ti_4 O_(15)晶体的最佳熔盐含量为40%,合成温度为1150℃,保温时间为4h.     

含碳纳米管导电剂改善Li4Ti5O12电极电化学性能

采用一种较为实用的调浆方法,考察了碳纳米管与乙炔黑的复合物(CNTs/AB)导电剂、乙炔黑(AB)导电剂和碳纳米管(CNTs)导电剂对Li_4Ti_5O_(12)电化学性能的影响,并用恒流充放电、扫描电子显微镜(SEM)和交流阻抗(AC)对添加上述3种导电剂制备得到的电极片进行研究.结果表明,采用该调浆流程能够克服CNTs在使用时出现的团聚问题,CNTs/AB复合物在改善Li_4Ti_5O_(12)电化学性能尤其在容量发挥和倍率性能方面比单一AB和CNTs具有明显优势.CNTs/AB复合物中两者的质量百分比为1:2～1:1时,0.5C时,Li_4Ti_5O_(12)电极的首次放电容量可高达157.0mAh/g,10.0C时,其放电容量可达到128.3mAh/g.与单一导电剂AB和CNTs相比,CNTs与AB复合使用时,由于CNTs的高长径比和良好导电性能使之能够起到"桥梁"作用把部分没有与活性物质充分接触的颗粒状导电剂AB与活性物质连接起来,因此两者的有机结合提高了CNTs/AB与活性材料的接触面积,使电极片能够形成有效的导电网络,有利于Li_4Ti_5O_(12)导电性能的提高.     

(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.     

Sm3+掺杂对SmxNiCo0.2Mn1.8O4热敏陶瓷性能的影响

采用室温同相法和烧结工艺制备SmxNiCo0.2Mn1.8O4(0≤x≤0.05)负温度系数热敏陶瓷,用XRD和XPS等手段对其进行表征,研究了Sm3+掺杂对其电性能的影响.结果表明,当sm3+掺杂量较低时(x≤0.02),可以制备出单一的尖晶石相,Sm3+取代尖晶石相八面体间隙中Mn3+有利于获得高热稳定性的尖晶石相...     

(Na,K)0.5Bi0.5TiO3无铅压电陶瓷的结构与性能研究

研究了K0.5Bi0.5TiO3(KBT)含量对Na0.5Bi0.5TiO3-K0.5Bi0.5TiO3(BNKT)无铅压电陶瓷的显微组织结构及压电性能的影响规律,结果表明随KBT含量增加,BNKT无铅压电陶瓷的晶胞参数增大,密度减小,晶粒尺寸减小,居里温度从326℃升高到360℃,压电常数、介电常数和介电损耗增加,机械品质因数下降;KBT含量为0.15mol的(Na0.85K0.15)0.5Bi0.5TiO3无铅压电陶瓷位于准同型相界处,具有较佳的压电性能.     

Enhanced Ferroelectric Properties of Predominantly (100)-oriented Ca_(0.4)Sr_(0.6)Bi_4Ti_4O_(15) Thin Films on Pt/Ti/SiO_2/Si Substrates

Predominantly (100)-oriented Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15 (C0.4S0.6BTi) thin films were prepared on Pt (111)/Ti/SiO2/Si substrates by a sol-gel method at annealing temperatures ranging from 650 to 850 ℃.The growth mode of the predominantly (100)-oriented C0.4S0.6 BTi thin films fabricated by the sequential layer annealing was discussed based on the structure evolution with the annealing temperature.The remnant polarization and coercive field of the C0.4S0.6 BTi film annealed at 800 ℃ are 16.1 μC/cm 2 and 85 kV/cm,re...     

过量氧化铅和氧化铅气氛对改性钛酸铅压电陶瓷机电性能及其微结构的影响

本文研究了过量氧化铅和氧化铅气氛对改性钛酸铅压电陶瓷机电性能、显微结构、晶体结构以及烧结性能的影响。结果表明,材料的显微结构变化对机电性能产生重要作用。在烧结过程中,随着PbO分压的增加,改性离子Gb~(?)在钛酸铅晶格中的取代位置很可能发生变化,部分Gd~(3+)离子将由A位取代变为B位取代,这将导致晶格四方性的增大和烧结性能恶化。     

Yb_2O_3的掺杂方式对Ba(Ti_(1-y)Zr_y)O_3陶瓷介电性能的影响

在Ｂａ（Ｔｉ１－ｙＺｒｙ）Ｏ３中,Ｙｂ２Ｏ３的不同掺杂方式引起了材料性能的显著变化．采用 Ｂａ（Ｔｉ１－ｙＺｒｙ）Ｏ３合成后Ｙｂ２Ｏ３的适量掺杂,陶瓷介温峰明显地移动,介电常数大幅度提高, 获得了室温介电常数＞２５０００,１２５０℃左右烧成,符合Ｙ５Ｖ标准的高介材料．合成后掺杂的 Ｙｂ２Ｏ３,使材料介电常数提高,可能与施主掺杂引入的局域化电子有关．合成前掺杂Ｙｂ２Ｏ３ 的样品,介电常数较低,移峰效率偏小,可能是Ｙｂ的Ｔｉ位受主取代使施主引入的局域化电子 得到补偿的结果．     

Sol-gel方法制备BiFeO_3/Bi_4Ti_3O_(12)多层薄膜及其电性能

采用溶胶-凝胶方法在FTO/glass底电极上制备了BiFeO3/Bi4Ti3O12和Bi4Ti3O12/BiFeO3多层薄膜。研究了室温下薄膜的结构,铁电性质和介电性质,并将其与纯的BiFeO3薄膜的性质进行了比较。从薄膜的XRD模式中可以观察到共存的BiFeO3相和Bi4Ti3O12相。通过电滞回线测量可以看出,相对于纯的BiFeO3薄膜,BiFeO3/Bi4Ti3O12和Bi4Ti3O12/BiFeO3多层薄膜能够承受更高的测试电场而获得充分极化,从而表现出较强的铁电性,在450kV/cm测试电场下,薄膜的剩余极化强度分别为37μC/cm2和23μC/cm2。