Co0.8Mn0.8Ni0.9Fe0.5O4 纳米粉体的制备及热敏特性研究

采用共沉淀法,以NH4HCO3为沉淀剂制备了Co0.8Mn0.8Ni0.9Fe0.5O4负温度系数(NTC)热敏电阻纳米粉体材料,研究了不同预烧温度对材料相结构的影响,探讨了不同烧结工艺对NTC热敏电阻材料微观结构和热敏性能的影响. 采用X射线衍射(XRD)、综合热分析(TG/DTA)、红外(FT-IR)、扫描电子显微技术(SEM)和激光粒度分析仪对制备的样品进行了表征. 结果表明,750℃预烧后的粉体为纯尖晶石相,晶粒粒度为32.1nm,颗粒粒径在50～100nm范围内. 通过对不同烧结程序的对比研究发现,当烧结程序为:840℃、1200℃各保温2h,升降温速率为1℃/min时,样品电学性能较好:ρ25℃=1183Ω*cm,B25/50=3034K. 分析表明,该烧结程序能有效改善热敏电阻材料的微观结构和热敏性能. 根据ln ρ-1/T曲线斜率计算了经不同工艺烧结后热敏电阻材料的激活能在0.26eV左右.     

热敏陶瓷材料Mn2.25-xNi0.75CoxO4微结构与电学性能研究

采用氧化物固相法制备Mn2.25-xNi0.75CoxO4(0.8≤x≤1.2)系列NTC(negative temperature coefficient)热敏电阻粉体材料.利用激光粒度分析、XRD、SEM和电性能测试等手段,表征了煅烧材料的颗粒尺寸、陶瓷体的物相、形貌以及陶瓷材料的电学特性与Co含量的关系.结果表明:在1130～1230℃烧结温度范围内,该材料体系的B值和电阻率ρ25℃随Co含量的变化范围分别为3487～4455 K和1998～203617.cm,B值和电阻率随Co含量的增加先增大后减小.该材料系列电阻率和B值调整范围较大,是一种具有实际应用价值的NTC热敏电阻.     

Mn0.43Ni0.9CuFe0.67O4 NTC热敏材料的Pechini法制备及微波烧结特性研究

为制备材料常数(B值)1900K左右宽温区NTC热敏电阻,将Pechini方法制备的Mn0.43Ni0.9CuFe0.67O4粉体置于2.45GHz多模腔微波炉中,经不同温度下微波煅烧压制成型后,于1000℃下微波烧结.采用红外(FT-IR),X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),粒度分析分别对样品的晶体结构、相组成、形貌和粒度分布进行了表征.结果表明,不同煅烧和烧结工艺对元件的电学性能有很大的影响;微波最佳煅烧温度为650℃,比常规煅烧所需温度低;微波烧结能够获得微观结构均匀致密的陶瓷体;微波烧结制得元件的B值和电阻率均匀性较好,其B值平均值为1930K,偏差为0.31%,电阻率ρ的平均值为135Ω*cm,偏差为4.55%;而常规烧结制得元件的B值平均值为1720K,偏差为1.47%,电阻率ρ的平均值为78Ω*cm,偏差为25.34%.复阻抗分析表明,微波烧结后样品的晶粒电阻Rb和晶界电阻Rgb分别为255和305Ω,而常规烧结样品的晶粒和晶界电阻分别为200和230Ω.     

V~(5+)-Sr~(2+)共掺杂对TiO_2基压敏陶瓷性能的影响

研究了V~(5+)-Sr~(2+)共掺杂对TiO_2基压敏陶瓷电学性能的影响。采用固相烧结方法制备V~(5+)-Sr~(2+)共掺杂TiO_2样品。利用XRD衍射仪检测物相和SEM测定显微结构。用压敏电阻直流参数仪测定V~(5+)-Sr~(2+)共掺杂TiO_2样品在不同烧结温度和掺杂量下的电学性能。结果表明:掺杂0.35mol%的V_2O_5,XRD衍射仪没有检测到第二相的产生。随着SrCO_3掺杂量以及烧结温度的增加,样品压敏电压和非线性系数都有不同的变化趋势。当烧结温度为1 300℃、Sr~(2+)掺杂量为0.5mol%时,样品的各项电学性能最优:V~(5+)-Sr~(2+)共掺杂TiO_2样品压敏电压达到16.3V/mm,非线性系数α达到5.6。     

4NiO-B2O3-V2O5低温烧结微波介质陶瓷的烧结特性、相结构和微波介电性能研究

以分析纯的B_2O_3、V_2O_5和NiO为原料,采用传统的固相反应法制备了4NiO-B_2O_3-V_2O_5微波介质陶瓷。利用SEM、XRD和微波网络分析仪分别对材料的烧结行为、微观结构、相变特性和微波介电性能进行了系统的研究。结果表明,4NiO-B_2O_3-V_2O_5陶瓷为复相结构。当烧结温度由575℃升高至675℃时,样品的体积密度、品质因素(Q×f)和谐振频率温度系数(τ_f)值呈现出先增大后减小的趋势,ε_r一直减小。当烧结温度为650℃时,陶瓷具有最佳的微波介电性能:Q×f=19 692 GHz,ε_r=4.9,τ_f=-20×10~(-6)/℃。低的烧结温度、优异的微波介电性能表明4NiO-B_2O_3-V_2O_5陶瓷可以作为滤波器、谐振器等微波器件的备选材料。     

300—900℃用高温热敏电阻材料的初步小结

本文介绍了几种300～700℃,600～900℃用的高温热敏电阻材料,给出了几种配方的烧结等工艺条件和某些电学特性。重点介绍了Al_2O_3—MnO_2—NiO和Fe_2O_3—Al_2O_3—MnO_2系材料的不同组分及烧结温度对其电阻值和B值的影响。对某些氧化物高温热敏电阻材料中出现的离子导电现象及其对高温热敏电阻性能的影响,进行了初步的讨论,同时,给出了部分材料配方的稳定性数据。试验结果表明:Al_2O_3—MnO_2—NiO高温热敏电阻材料具有烧结温度低,灵敏度高,稳定性好等优点,且其原材料来源丰富,适宜于制造300—900℃温区的高温热敏电阻器。目前利用上述材料已制成小批量元件提供有关方面试用。     

微波液相法制备钴酸铁及其储锂性能研究

微波辅助液相法制备钴酸铁(FeCo_2O_4)前驱体,研究煅烧温度对FeCo_2O_4储锂性能的影响。采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜表征所制备的材料。结果表明,在900℃及以上的温度能够制备出纯相结晶度高的尖晶石型FeCo_2O_4,煅烧后的材料为块状。将不同煅烧温度下制备的FeCo_2O_4应用在锂离子电池中,使用电化学工作站进行交流阻抗图谱和循环伏安曲线的测试,并采用蓝电测试仪在恒温情况下对电池进行恒电流倍率充放电的测试。比较不同煅烧温度下制备FeCo_2O_4的充放电比容量和库伦效率后发现,在900℃煅烧制备出的材料电化学性能最佳。其原因主要是由于900℃煅烧制备出的材料颗粒均匀细小,有利于电解液浸润,并缩短锂离子传输路径。     

煅烧温度对超级电容器用CuCo_2O_4电极材料形貌及电容性能影响的研究

通过水热法制备了钴酸铜(CuCo_2O_4)电极材料,研究了煅烧温度对CuCo_2O_4电极材料结晶度、形貌和电容性能的影响。结果表明:煅烧350℃制备的CuCo_2O_4材料的结晶度比煅烧300℃和400℃的结晶度更好;煅烧温度为350℃时,CuCo_2O_4材料呈片层状结构,片层之间交叉连接形成更多的间隙和孔道,结构更加疏松;煅烧温度为300℃和400℃时,CuCo_2O_4集聚在一起互相重叠堆积,间隙和孔道较少;煅烧温度为350℃时制备的CuCo_2O_4材料的比电容最大。     

SiC-TiB2复相陶瓷的制备及其抗氧化性能研究

以α-SiC、B_4C、TiO_2为原料,用AlN、Y_2O_3作为烧结助剂,采用热压烧结工艺制备出SiC-TiB_2复相陶瓷样品。采用等温氧化增重法,研究原位合成的SiC-TiB_2复相陶瓷在600℃、800℃、1000℃和1200℃下的抗氧化性能。采用扫描电镜(SEM)对所制备的复相陶瓷的表面形貌进行分析,同时采用X射线衍射仪(XRD)对烧结体样品及其氧化产物的物相成分进行分析。实验结果表明,当烧结助剂的含量为15%(体积分数)时,烧结体样品气孔较少,且颗粒尺寸的均匀性较好,赋予复相陶瓷较好的致密度(相对密度达98.3%)、抗弯强度(551 MPa)和硬度(90.1HRA)。SiC-TiB_2复相陶瓷在空气中中温氧化时,其氧化行为表现为氧化增重随时间的变化服从抛物线规律。在研究的温度范围内,该复相陶瓷的氧化机理为:TiB_2优先被氧化成TiO_2和B_2O_3,然后是SiC在较高温度下被氧化成SiO_2和CO_2。     

Mn0.43Ni0.9CuFe0.67O4 NTC热敏材料的Pechini法制备

为制备材料常数(B值)1900K左右宽温区NTC热敏电阻, 将Pechini方法制备的Mn_0.43Ni_0.9CuFe_0.67O₄ 粉体置于2.45GHz多模腔微波炉中,经不同温度下微波煅烧压制成型后,于1000℃下微波烧结.采用红外(FT-IR),X射线衍射（XRD）,扫描电镜（SEM）,粒度分析分别对样品的晶体结构、相组成、形貌和粒度分布进行了表征.结果表明,不同煅烧和烧结工艺对元件的电学性能有很大的影响;微波最佳煅烧温度为650℃,比常规煅烧所需温度低;微波烧结能够获得微观结构均匀致密的陶瓷体;微波烧结制得元件的B值和电阻率均匀性较好,其B值平均值为1930K,偏差为0.31%,电阻率ρ的平均值为135Ω·cm,偏差为4.55%;而常规烧结制得元件的B值平均值为1720K,偏差为1.47%,电阻率ρ的平均值为78Ω·cm,偏差为25.34%.复阻抗分析表明,微波烧结后样品的晶粒电阻R_b和晶界电阻R_gb分别为255和305Ω,而常规烧结样品的晶粒和晶界电阻分别为200和230Ω.     

两步法中煅烧温度对Ni0.5Zn0.5Fe2O4电磁性能的影响

采用两步法(共沉淀法联合溶胶-凝胶法)制备Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4纳米吸波材料,探究了溶胶-凝胶法中前驱体的煅烧温度对样品微波吸收性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)以及矢量网络分析(VNA)等方法对样品的微观结构和电磁性能进行表征。XRD分析结果表明:当煅烧温度大于650℃时,能够得到纯Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4纳米粉体;AFM结果表明:随着煅烧温度的提高,样品颗粒粒径趋于细小化和均匀化;VNA结果表明:在2～12.4GHz范围内,煅烧温度为650℃时,制备的Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4表现出最佳的电磁特性,具有优异的微波吸收性能。样品的有效吸波频宽为4.9GHz,最大吸波强度达到-24.94dB。     

保护气氛下反应烧结MoSi_2/Al_2O_3复合陶瓷

以金属Mo粉、Si粉和Al粉为原料,采用反应烧结法制备MoSi_2/Al_2O_3陶瓷复合材料,有效增强其室温韧性和强度,并揭示其电阻率随烧结温度变化规律。利用XRD和SEM分析不同温度烧结后MoSi_2/Al_2O_3复合材料试样的物相组成和微观结构;研究不同烧结温度下试样的力学和电学性能。结果表明:在氩气保护气氛下1 200℃时,MoSi_2/Al_2O_3陶瓷复合材料的各项性能较好,其显气孔率为20.7%,体积密度为4.8g/cm~3,断裂韧性值为9.72MPa·m1/2,电阻率为6.0×10~(-2)Ω·cm。所制备的MoSi_2/Al_2O_3陶瓷复合材料物相结构主要由Al_2O_3包覆MoSi_2形成的连续包覆相组成,组织结构均匀。烧结温度为1 200℃时,MoSi2导电相由弥散分布变成相互连接的网络状分布,且Al_2O_3包覆MoSi_2导电相的包覆层变薄,包裹的MoSi_2颗粒之间易于突破包覆相而互相连通,有助于降低电阻率。     

Co0.8Mn0.8Ni0.9Fe0.5O4 纳米粉体的制备及热敏特性研究

采用共沉淀法,以NH₄HCO₃为沉淀剂制备了Co_0.8Mn_0.8Ni_0.9Fe_0.5O₄ 负温度系数(NTC)热敏电阻纳米粉体材料, 研究了不同预烧温度对材料相结构的影响, 探讨了不同烧结工艺对NTC热敏电阻材料微观结构和热敏性能的影响. 采用X射线衍射(XRD)、综合热分析(TG/DTA)、红外(FT-IR)、扫描电子显微技术(SEM)和激光粒度分析仪对制备的样品进行了表征. 结果表明, 750℃预烧后的粉体为纯尖晶石相, 晶粒粒度为32.1nm, 颗粒粒径在50～100nm范围内. 通过对不同烧结程序的对比研究发现, 当烧结程序为：840℃、1200℃各保温2h, 升降温速率为1℃/min时, 样品电学性能较好：ρ_25℃=1183Ω·cm, B_25/50=3034K. 分析表明, 该烧结程序能有效改善热敏电阻材料的微观结构和热敏性能. 根据ln ρ-1/T曲线斜率计算了经不同工艺烧结后热敏电阻材料的激活能在0.26eV左右.     

Eu_2O_3掺杂量及烧结温度对氧化铝基微波陶瓷性能的影响

选用MgO-CuO-TiO_2-Eu_2O_3添加剂作为氧化铝陶瓷的烧结助剂,在空气气氛下经过常压烧结制备Al_2O_3陶瓷。采用XRD,SEM及EDS等方法研究Eu_2O_3掺杂量以及烧结温度对Al_2O_3基微波陶瓷样品物相组成,微观结构和介电性能的影响。结果表明:添加Eu_2O_3的Al_2O_3陶瓷中,均存在Al2Eu2O9次晶相,且随着Eu_2O_3含量的增加,Al2Eu2O9相增加;随着Eu_2O_3添加量的增加,Al_2O_3陶瓷试样致密度先增加后降低;随着烧结温度的增加,Al_2O_3陶瓷的介电常数和品质因数Q·f值先增加后降低。烧结温度为1450℃,Eu_2O_3添加量为0.25%(质量分数)时,烧结体的相对密度达到最大值98.21%,且Al_2O_3陶瓷的介电性能较好:介电常数为10.05,品质因数Q·f为37984GHz。     

制备工艺对(Ba0.85Ca0.15)(Ti0.9Zr0.1)O3无铅压电陶瓷结构与性能的影响

采用液相混合与固相烧结相结合的方法制备了(Ba_0.85Ca_0.15)(Ti_0.9Zr_0.1)O₃ (BCTZ) 无铅压电陶瓷, 系统研究了烧结保温时间对其相结构、介电、压电和铁电性能的影响以及电学性能随温度的变化。研究结果表明: 制备的陶瓷样品具有单一的四方钙钛矿结构。当烧结温度为1540℃时, 随着保温时间的延长, 样品晶粒尺寸变大, 居里温度(T_c)升高, 压电性能提高, 电致伸缩性能下降。当保温时间为24 h时, BCTZ陶瓷综合性能最为优异: T_c ~90℃, tanδ < 0.05, k_p ~ 0.46, d₃₃ ~ 540 pC/N, P_s ~17 μC/cm²。陶瓷电学性能随温度变化测试结果又表明, BCTZ陶瓷的电学性能具有很强的温度依赖性, 随着温度的升高其电学性能逐渐下降。     

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℃。     

Mg4Nb2O9/SrTiO3复合陶瓷的烧结特性和微波介电性能

制备Li_2CO_3-V_2O_5(LV)共掺杂0.6Mg_4Nb_2O_9-0.4SrTiO_3复合陶瓷,研究了LV掺杂对其烧结特性、相结构和微波介电性能的影响。结果表明:一定量LV掺杂使0.6Mg_4Nb_2O_9-0.4SrTiO_3复合陶瓷生成了Sr(NbTi)O_(3+δ)和MgO杂相,并使其致密化烧结温度降低(至1175℃);1.5%LV掺杂,在1175℃烧结5 h的样品具有较高的微波介电性能:τ_f=0.15 ppm/℃,ε_τ=20.1,Q·f=10240 GHz(at 8.5 GHz)。     

锌硼共掺对铌酸钾钠基压电陶瓷结构和性能影响的研究

采用传统固相制备工艺,在烧结温度960～980℃成功制备了致密度较高、综合电学性能优异的Li0.06(Na0.535K0.48)0.94Nb0.94Sb0.06O3+x%(质量分数)ZnO+B_2O_3(LNKNS-xZB2)无铅压电陶瓷。研究了ZnO+B_2O_3掺杂量对LNKNS-xZB2陶烧结性能、相结构、微观结构及电学性能的影响。结果发现,ZnO+B_2O_3的掺杂不仅改善了LNKNS-xZB2陶瓷的烧结性能,而且改变了陶瓷的相结构,在掺杂量x=1.2～1.6范围内形成四方-正交两相共存的多晶型相界(PPB)。在准同型相界处(x=1.6),陶瓷具有优异的电学性能:压电常数d33、机电耦合系数kp、介电常数εr、机械品质因数Qm、剩余极化强度Pr和相对密度ρr分别为285pC/N,35.4%,954,205,29.5μC/cm~2和96.3%。为铌酸钾钠基压电陶瓷的低温致密化烧结提供了新的思路。     

MgO-B_2O_3二元体系微波介电材料的制备及性能研究

以MgO和B_2O_3为原料,采用固相法合成了0.67MgO-0.33B_2O_3陶瓷。利用X射线粉末衍射仪和阿基米德法研究了烧结温度、烧结时间对陶瓷材料的晶相、介电常数、品质因子Q·f值等性能的影响。结果表明,烧结温度为1 290～1 350℃时,0.67MgO-0.33B_2O_3陶瓷的介电常数并没有显著的变化。当烧结温度在1 350℃以上时,陶瓷则会形成MgO和Mg3B2O6晶相,两相共存;烧结时间对0.67MgO-0.33B_2O_3陶瓷的品质因子Q·f值具有极大的影响;在1 330℃的空气中烧结1h时,得到最高的品质因子Q·f值为270 200GHz,介电常数为7.6。     

过量Nb_2O_5对偏铌酸铅压电陶瓷烧结性能和电学性能的影响（英文）

采用传统的固相烧结法制备了组成为PbNb_2O_6–xmol%Nb_2O_5(x=0,5,10,15,20)的压电陶瓷样品,研究了过量Nb_2O_5对PbNb_2O_6压电陶瓷烧结性能和电学性能的影响。研究结果表明,过量Nb_2O_5能够在保证PbNb_2O_6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Nb_2O_5导致PbNb_2O_6中Nb-O八面体的扭曲,进而抑制PbNb_2O_6在烧结过程中的三方到四方相变。随着过量Nb_2O_5加入到PbNb_2O_6中,其压电系数(d_(33))和致密度都明显提高了,并且在过量5mol%Nb_2O_5时达到最大值,分别为69 pC/N和93.1%。