石墨烯改性PDC-SiCNO陶瓷的制备及其介电性能

以聚乙烯基硅氮烷(PVSZ)为原料,氧化石墨烯(GO)为碳源,无水乙醇(ETOH)为分散剂,制备石墨烯球增强SiCNO陶瓷(SiCNO-GO)。利用拉曼光谱(Raman)、电子自旋共振(EPR)和扫描电子显微镜(SEM)等表征手段,研究SiCNO-GO陶瓷结构对其介电性能的影响。结果表明:SiCNO-GO陶瓷的微球密度和粒径的大小与GO的含量有关;随着SiCNO-GO陶瓷中GO含量的增加,SiCNO-GO陶瓷的介电常数和介电损耗也随之增大,在GO含量为0.1%(质量分数)时达到最大值,而当GO质量分数为0.3%时,SiCNO-GO陶瓷的介电常数和介电损耗降低。     

共沉淀法制备CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷

为了降低CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷的介电损耗,保持高介电常数,采用共沉淀法制备CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷.研究了前驱粉料的热分解过程、煅烧后粉料的物相结构、陶瓷的显微结构和介电性能,并考察了Ca、Cu混合溶液pH值对CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷性能的影响.结果表明:当Ca、Cu混合溶液pH值为5.1时,制备的CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷介电损耗最低,而且能保持高介电常数.在室温下,频率为1kHz时,介电常数为1.4×10~4,介电损耗为0.037.通过对陶瓷性能对比,发现共沉淀反应中各元素的沉淀比例,陶瓷的微观结构和介电性能均受该pH值的影响.因此,Ca、Cu混合溶液的pH值对降低CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷介电损耗、保持高介电常数影响很大.     

钛锡酸锶钡Ba1-xSrxTi0.90Sn0.10O3陶瓷的结构与介电性能

采用传统陶瓷工艺制备了一系列的钛锡酸锶钡Ba1-xSrxTi0.90Sn0.10O3陶瓷.通过X射线衍射分析了样品的相结构,采用扫描电子显微镜描述了样品的形貌.还研究了介电常数和介电损耗随温度和电场的变化.试验结果表明:用传统的固相反应法制备的钛锡酸锶钡陶瓷的相结构为钙钛矿结构.随着烧结温度的提高,介电常数的峰值呈显著增加,介电损耗在铁电区增加但在顺电区没有明显变化.当Sr的掺入量为14%时得到最大的可调率为82.6%.     

烧结温度对Nb_2O_5掺杂TiO_2靶材性能的影响

采用真空烧结方法制备了Nb_2O_5∶TiO_2(NTO)的陶瓷靶材,研究了在7.5%(质量分数)掺杂量下不同烧结温度对NTO陶瓷靶材的微观结构、表面形貌、电学性能、致密度和抗弯强度的影响。通过对NTO靶材的各项性能进行了表征分析表征,实验结果表明,当烧结温度在1 150℃,掺杂量在7.5%(质量分数)时,所制备的陶瓷靶材各项性能最优,其各项性能指标均表现良好,其电阻率为3.420mΩ·cm,抗弯强度为129.24 MPa,其致密度为94.30%。表明此时所制备的NTO陶瓷靶材更加适合于实际工业应用。     

石墨烯纳米片/环氧树脂复合材料的制备与介电性能研究

以天然鳞片石墨为原料,通过Hummers法制备氧化石墨,微波热解剥离制备出少层数的石墨烯纳米片。以硅烷偶联剂KH-560为改性剂,超声共混制备石墨烯纳米片/环氧树脂复合材料。采用FT-IR和SEM分析样品的微观结构和形貌,测试其介电性能。结果表明,随着石墨烯纳米片添加量的增加,复合材料介电常数呈现先增大后减小的趋势,当石墨烯纳米片含量为0.3%(质量分数)时,介电常数达到最大;石墨烯纳米片对复合材料介电损耗的影响与之相反;偶联改性使复合材料的介电常数增大,介电损耗减小。     

石墨烯纳米片/环氧树脂复合材料的制备与介电性能研究

以天然鳞片石墨为原料,通过Hummers法制备氧化石墨,微波热解剥离制备出少层数的石墨烯纳米片。以硅烷偶联剂KH-560为改性剂,超声共混制备石墨烯纳米片/环氧树脂复合材料。采用FT-IR和SEM分析样品的微观结构和形貌,测试其介电性能。结果表明,随着石墨烯纳米片添加量的增加,复合材料介电常数呈现先增大后减小的趋势,当石墨烯纳米片含量为0.3%(质量分数)时,介电常数达到最大;石墨烯纳米片对复合材料介电损耗的影响与之相反;偶联改性使复合材料的介电常数增大,介电损耗减小。     

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.     

SBA-15模板法有序多孔炭膜材料的制备及表征

以介孔分子筛SBA-15为模板剂,聚酰亚胺为前驱体,经共混、成膜、炭化及脱模板过程,制备了有序多孔炭膜材料(OPCM)。通过热失重、红外光谱、电子显微镜和X-射线衍射,分别对前驱体热稳定性、膜表面官能团、微观形貌与微观结构进行了表征。考察了SBA-15脱除前后的炭膜微观结构与形貌,及OPCM气体分离性能。结果显示,当炭化温度为650℃、SBA-15用量为1%时,所制得OPCM的气体分离系数显著高于努森扩散。     

先驱体法制备非晶态SiCNO材料

以甲基乙烯基二氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、氨基甲酸铵和环己烷作为原料,通过溶剂热合成路线制备出SiCNO陶瓷的液态先驱体。先驱体经1100℃热解后,转变为非晶态SiCNO材料。FT-IR红外分析显示先驱体中含有异氰酸酯官能团。非晶态SiCNO具有良好的高温热稳定性,在1500℃时仍保持无定形状态,1600℃以上时基体中析出Si2N2O和少量的β-SiC相。     

扩散阻挡法制备铁酸钴/锆钛酸铅0-3复合材料及性能研究

通过溶胶-凝胶工艺在铁酸钴(CoFe2O4,CFO)陶瓷粉体表面包覆二氧化锆,形成核壳结构。以钨酸锂Li2WO3作为铁电相锆钛酸铅镧(PLZT)的烧结助剂以降低烧结温度。将两种粉体混匀,经成型和共烧工艺制备了xCFO/(1-x)PLZT 0-3复合多铁性陶瓷(质量分数x为0.1、0.2、0.3、0.4)。研究了铁磁相含量、陶瓷的晶相结构、微观形貌以及烧结工艺条件对陶瓷介电、压电、铁电性能的影响。X射线衍射分析表明,复合多铁性陶瓷样品保持了较纯净的钙钛矿(PLZT)和尖晶石(CoFe2O4)结构。扫描电镜形貌分析和能谱分析显示复合材料的两相分布均匀,氧化锆成功包覆在铁磁相CoFeO4颗粒表面,且二氧化锆大大减少了高温下铁、钴离子的扩散。当磁场频率为10kHz时,1100℃烧结的CFO/PLZT复合陶瓷(x=0.2)的磁电转换系数约为3.53×106mV/(T.cm)。     

水热法一步合成VO2粉末及其微观形貌调控

采用水热法,钒源选择V_2O_5,在使用还原剂草酸,不使用其他表面活性剂及模板的条件下,制备了具有不同微观形貌的VO_2(B)和VO_2(M)粉末,主要研究了草酸溶液浓度变化对产物微观形貌的影响。利用X射线衍射仪(XRD)对粉末的晶型结构和物相组成进行分析,通过扫描电子显微镜(SEM)对粉末的微观形貌进行表征。在180℃水热反应温度下,制备出了具有多种特殊微观形貌的VO_2(B)粉末,典型的如"雪花"状、"杨桃"状以及均匀短棒状等,全面系统地对粉末所出现的不同微观形貌进行了总结。采用蓝电电池测试系统对不同微观形貌VO_2(B)粉末制备的锂离子电池进行充放电测试,结果表明,"杨桃"状VO_2(B)锂离子电池性能较优,比容量峰值可达4 683.8mAh/g,但电池循环特性较差。同时,在水热反应温度260℃下,合成了微观形貌分别为短棒状、"雪花"状、"核桃"状以及球状的VO_2(M)粉末。DSC测试结果显示,VO_2(M)粉末形貌对其相变温度影响较小。     

冰冻铸造法制备Al2O3多孔陶瓷

以冰为造孔模板,采用冰冻铸造法制备了Al2O3多孔陶瓷,借助扫描电镜(SEM)观察了孔结构,并研究了冷冻温度、浆体浓度、烧结温度等工艺对多孔陶瓷显微结构、气孔率和抗压强度的影响。结果表明,可获得层状孔结构的Al2O3陶瓷,且孔结构受冷冻温度和浆体浓度的影响较大。当最大气孔率为80%时,抗压强度为16.1MPa;当最小气孔率为32%时,抗压强度为17.4MPa。     

微波水热法制备KNbO3粉体及其性能研究（英文）

以氢氧化钾(KOH)和五氧化二铌(Nb2O5)为原料,通过微波水热法在200℃下合成出具有不同晶相、形貌的铌酸钾粉体(KNbO3).当KOH浓度在10~14mol/L时,可以制备出纯相的KNbO3粉体.X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和透射电镜(TEM)分析可知,KOH浓度由10mol/L增大到15mol/L时,KNbO3粉体由斜方六面体变为正交相,再转变为四方相,对应的形貌也由金字塔状变为棒状,再转变为立方状.当KOH浓度增大到15mol/L时,出现了Nb2O5杂相.常压烧结制备了KNbO3陶瓷,其介电常数达到302,介电损耗为0.023,压电常数达到80 pC/N,平面机电耦合系数为0.17,机械品质因数为70,居里温度为420℃,正交?四方相变温度为223℃.     

0.84(K_(0.48)Na_(0.52))NbO_3-0.16K_(0.56)Li_(0.38)NbO_(2.97)无铅压电陶瓷的多层膜工艺研究

采用多层膜工艺制备了0.84(K0.48Na0.52)NbO3-0.16K0.56Li0.38NbO2.97无铅压电陶瓷,研究了不同烧结温度和保温时间对陶瓷的密度、物相、微观形貌以及介电和压电性能的影响。结果表明,所有烧结条件下得到的陶瓷都是钙钛矿结构和少量钨青铜结构的混合相,而且室温下陶瓷都处于多型相变区域。1050℃烧结8 min得到的陶瓷断面晶粒均匀,相对密度达到95%以上,并且获得最优的介电和压电性能:介电常数为εr=618,介电损耗为tanδ=0.03,压电常数为d33=112 pC/N。与传统制备工艺相比,多层膜工艺大大降低了烧结温度,缩短了烧结时间,有效地抑制了K、Na的挥发。     

CeO_2掺杂对SrNa_(0.5)Bi_(4.5)Ti_5O_(18)高温无铅压电陶瓷性能的影响

用固相合成法制备SrNa0.5Bi4.5Ti5O18+x%(质量分数)CeO2(SNBTCx)铋层状无铅压电陶瓷,研究了CeO2掺杂对SNBTCx陶瓷微观结构和电性能的影响。结果表明,CeO2掺杂并未改变SNBTCx陶瓷的晶体结构,所有样品均为单一的铋层状结构陶瓷;CeO2掺杂没有使SNBTCx陶瓷居里温度发生明显变化,居里温度均高于560℃;随着CeO2掺杂量的增加SNBTCx陶瓷材料的介电常数减小,但是其介电损耗先增大后减小。当CeO2掺杂量为0.3%(质量分数)时SNBTC0.03陶瓷具有最优电性能:Tc=567℃,d33=29 p C/N,tanδ=0.015,且在500℃退极化处理后,其d33仍保持在22 p C/N以上,说明SNBTC0.03陶瓷可在高温下应用。     

基于新型TiBCN单相金属陶瓷粉末制备纳米薄膜特性的研究

TiBCN单相陶瓷粉末是一种刚问世的新型材料,该材料具有Na Cl型面心立方(Fcc)结构,兼有陶瓷和金属特性。在真空状态下,当温度为1200℃时,利用热蒸发TiBCN粉末,在三氧化二铝(Al_2O_3)陶瓷衬底上获得了TiBCN薄膜。采用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜及能谱分析仪研究了TiBCN薄膜的组织和微观结构,并用硬度计测试了薄膜的硬度。结果显示,利用热蒸发获得了TiBCN薄膜具有面心立方晶格结构,同时含有少量六方氮化硼(h-BN)相。所制备TiBCN薄膜结晶均匀,晶粒大小约为400 nm,硬度为20.55 GPa。     

不同烧结工艺对K0.5Na0.5NbO3陶瓷微结构的影响

采用普通烧结方法和热压烧结方法制备了K0.5Na0.5NbO3(KNN)无铅压电陶瓷.着重研究了两种烧结工艺对陶瓷的微观结构、晶粒形貌及致密度的影响.研究结果表明,两种烧结方法制备的陶瓷样品都具有单一的正交钙钛矿结构,与普通烧结工艺相比,利用热压烧结工艺制备的样品呈现较高的相对密度(大于98%)、较小的晶粒尺寸(0.6μm左右)及较低的介电损耗(1 kHz,tanδ≤2.8%).实验中发现对于热压烧结的样品,通过改变后期退火温度,样品的晶粒尺寸,致密度可以有规律地变化.     

用溶胶-凝胶法制备的纳米 TiO_2粉末的结构

本文采用溶胶-凝胶法制备出纳米 TiO_(2)粉末,并通过热重分析(TG)、差示扫描量热分析(DSC)、X 射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等实验手段研究了其微观结构及形貌随着热处理温度(T_a)变化的规律。当热处理温度低于500℃时,TiO_2粉末的平均晶粒和颗粒尺寸均小于20nm,所有晶粒均为锐钛矿结构。当热处理温度高于550℃时,TiO_2颗粒及晶粒迅速长大,并且样品中开始出现金红石结构的TiO_2晶粒。当热处理温度高于800℃时,样品中所有晶粒均为金红石结构。     

包覆镍铁氧体涂层的多孔陶瓷复合材料的制备与电磁性能

以多孔碳化硅陶瓷为基体,采用高分子凝胶法制备了包覆镍铁氧体涂层的多孔陶瓷复合材料。复合材料的结构、包覆涂层的表面形貌和电磁性能分别采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和HP8510 网络分析仪进行研究。结果表明,当锻烧温度为600℃时,在多孔陶瓷表面有立方晶系尖晶石结构的镍铁氧体晶相生成。随着包覆层数的增加,多孔陶瓷表面的镍铁氧体涂层的致密度和均匀性逐渐增强。与多孔陶瓷基体相比,包覆镍铁氧体涂层的多孔陶瓷的介电损耗角正切值tanδ_ε减小,而磁损耗角正切值tanδ_μ增大,表现出较好的磁损耗特性,tanδ_μ值最大可达0.45。包覆镍铁氧体涂层的多孔陶瓷在X波段的tanδ_μ值随频率的升高呈减小趋势。     

不同碱源对碱式碳酸镁晶形的影响

分别以尿素、碳酸氢铵和碳酸氢钠为碱源,以氯化镁为镁源,通过水热法在反应温度为100℃时,反应8 h,制备出碱式碳酸镁。利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对产物进行了物相和形貌的表征,研究了碱源对结晶以及晶体形貌的影响。结果表明:当以尿素碱源时,碱式碳酸镁呈现为板片状;当以碳酸氢铵为碱源时,碱式碳酸镁呈现为花状并具有多孔微观结构;当以碳酸氢钠为碱源时,产物表现为球状。