BaTiO3-Nb2O5-Ni2O3三元系统的介电性能研究

对三元系统BaTiO3-Nb2O5-Ni2O3的微结构和介电性能进行了研究．XRD分析表明Nb2O5／Ni2O3协同掺杂的BaTiO3陶瓷为赝立方相结构；在掺杂1．0mol％Ni的BaTiO3中，Nb的固溶度〈4．0mol％．SEM观察表明，随Nb掺杂量的增加，BaTiO3陶瓷的晶粒尺寸先增大后减小．BaTiO3陶瓷的室温介电常数、介质损耗，以及在低温端和高温端的电容变化率都随Nb含量的增加而先增大后减小．DSC测量表明，Nb掺杂使BaTiO3陶瓷的居里温度向高温方向移动．该系统瓷料介电性质的变化与材料的晶粒尺寸以及掺杂剂导致的相变温度的移动密切相关．本实验在BaTiO3-Nb2O5-Ni2O3系统中开发出了新型的X8R材料，这种材料很有希望用于制备大容量X8R多层陶瓷电容器．     

钛酸铋钠掺杂对BaTiO3-Nb2O5-ZnO系统介电性能的影响

研究了Bi0.5Na0.5TiO3(BNT)掺杂对BaTiO3(BT)-Nb2O5-ZnO三元系统介电性能与微结构的影响.BaTiO3陶瓷在低温端(-55℃)的电容量变化率随BNT含量的增大而单调降低,而高温端(150℃)的变化率持续增大,且居里温度单调递增.掺杂1.0wt%与2.5wt%BNT的BT陶瓷满足EIA XSR特性.SEM观察表明,BaTiO3陶瓷内部由细小的基质晶粒和第二相晶粒组成,且第二相比例随BNT含量的增加而增大.XRD分析表明,基质晶粒为BaTiO3,第二相晶粒为CaB2Si2O8和NaBiTi6O14.条状第二相CaB2Si2O8和NaBiTi6O14的产生改变了BT系统的内应力结构是钛酸钡陶瓷居里温度升高以及电容量温度特性改善的原因.     

掺镍对钛酸钡陶瓷结构及介电性能的影响

采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法制备均匀掺镍钛酸钡纳米晶粉体及其陶瓷.通过XRD和SEM对掺镍钛酸钡粉体及陶瓷进行表征,并测定陶瓷的介电性能,主要研究掺镍量对钛酸钡陶瓷的相组成、显微组织和介电性能的影响.结果表明:采用Sol-gel法制得掺镍钛酸钡基纳米晶立方相粉体(25nm),经烧结后可得到四方相钛酸钡.氧化镍在钛酸钡陶瓷中的溶解限约为0.9 at.%(约为固相掺杂时的2倍);掺镍量低于此溶解限时,随着掺镍量的增大,陶瓷晶粒的长大趋势受到抑制,陶瓷的居里温度降低;当掺镍量高于此溶解限时,陶瓷晶粒长大,陶瓷的居里温度保持在85℃;随掺镍量的增加,陶瓷最大介电常数εm呈先增大后减小的趋势.     

磷掺杂钛酸钡陶瓷烧结过程及介电性能的研究

本文研究了掺杂微量元素磷对钛酸钡陶瓷烧结过程、结构及介电性能的影响。在湿化学法合成的高纯钛酸钡超细粉中，加入0．4atm％的二异丙基亚磷酸酯（P2O5的质量分数为0．14％），不加粘合剂直接压片成型，于1150－1350℃条件下无压烧结。用SEM，TMA，XRD及低频阻抗分析仪，测试样品的烧结性能、微观形貌、晶体结构和介电性能。结果表明：由于磷的加入，晶粒边界形成BaO-TiO2-P2O5三元系液相烧结，在较长的温度下即形成致密的陶瓷，1200℃保温2h的样品致密度达到理论密度的96％：1150～1200℃烧成的陶瓷，其室温介电常数高达6100－5500；居里温度随烧结温度的降低略有下降。因此，微量磷元素的掺杂有助于改善钛酸钡陶瓷的烧结过程和提高介电性能。     

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.     

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.     

烧结工艺对B2O3掺杂Ba1-xSrxTiO3梯度陶瓷介电性能的影响

研究了烧结温度及升温速率对氧化硼(B2O3)掺杂钛酸锶钡梯度陶瓷(Ba1-xSrxTiO3,x=0～0.4,步长0.02)的致密化、晶粒尺寸及介电性能的影响.结果表明,随着烧结温度的升高,在氧化硼挥发的同时致密化程度提高,从而居里峰提高且变得尖锐;随着氧化硼含量的增加,晶粒尺寸均匀长大、介电常数和介电损耗都增加;升温速率适中时,掺杂物的挥发、致密化进程及晶粒长大同步完成,梯度陶瓷介电性能才有效提高.此外,钛酸锶钡梯度陶瓷掺杂适量氧化硼明显降低烧结温度,比未掺杂相同成分的陶瓷烧结温度至少降低150℃,且介电损耗明显减小;梯度陶瓷的居里峰温度区间显著展宽,大大降低了该温区的介温系数,可望提高该系列陶瓷元器件精度及稳定性.     

Bi2O3掺杂对Mg4Nb2O9陶瓷的微结构及微波介电性能的影响

采用固相反应法制备了Mg4Nb2O9基微波介质陶瓷,研究了Bi2O3掺杂对Mg4Nb2O9陶瓷烧结行为、相结构、显微结构及微波介电性能的影响。实验结果表明:Mg4Nb2O9陶瓷烧结温度随Bi2O3掺杂量的增加而减小,添加2.0wt%Bi2O3,烧结温度从1350℃降低至1175℃;随Bi2O3添加量从0.0wt%增大到3.0wt%,最强峰(104)晶面间距d值由2.756nm增大至2.769nm;Mg4Nb2O9陶瓷的微波介电性能随Bi2O3掺杂量增加而变化;掺杂2.0wt%Bi2O3的Mg4Nb2O9陶瓷在1175℃保温2小时烧结,获得亚微米级陶瓷,且具有最佳的微波介电性能,εr为12.58,Q×f为71949.74GHz。     

添加剂对Y2Ti2O7陶瓷的微波介电性能的影响（英文）

研究了CrO3、Nb2O5、SiO2及Al2O3对Y2Ti2O7陶瓷的烧结性能、相组成和微波介电性能的影响.其中Nb2O5掺杂能够降低Y2Ti2O7陶瓷材料的烧结温度,提高基体陶瓷的介电常数和品质因子,引起谐振频率温度系数的明显变化.且随着Nb2O5含量的增多,所有样品的主晶相仍为立方烧绿石型Y2Ti2O7,Nb5+可能进入烧绿石结构中,部分取代Ti4+所在位置.实验结果表明:1mol%Nb2O5掺杂的陶瓷材料在1420℃下烧结致密,具有最佳的微波介电性能:εr=61.8,Q×f=9096GHz(f=5.494GHz),τf=54×10-6/℃.     

工艺因素对Bi2O3、MnO2掺杂[(Pb,Ca)La](Fe,Nb)O3陶瓷体系微波介质性能的影响

研究了烧结工艺对Bi2O3及MnO2掺杂[(Pb0.5Ca0.5)0.92 La0.08](Fe0.5 Nb0.5)O3陶瓷体系显微结构及介电性能的影响.研究表明Bi2O3及MnO2的加入可降低体系的烧结温度100～140℃,同时提高体密度.XRD图谱、SEM及微波介电性能证明950℃是最佳的煅烧温度.烧结温度对晶粒形貌有显著影响,随烧结温度的增加晶粒尺寸不断增加,但超过一定值后不断减小的气孔率又会增加.当掺杂物的质量比(Bi2O3/MnO2)K=1,掺杂物质量百分含量W=1%,烧结条件为1050℃,保温4h,体系微波介电性能可达εr=91.1,Qf=4870GHz,τf=1.85×10-5/℃.     

PMN-BT陶瓷的介电性能和相变温度

制备了一系列ＰＭＮ－ＢＴ陶瓷,系统地研究了ＢＴ含量的变化对介电性能和相变温度的影响．ＰＭＮ－ＢＴ陶瓷的相变温度与组成呈“Ｕ”型变化曲线．相变温度的异常变化是由于系统中存在Ｂａ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３顺电微区所致．ＰＭＮ－ＢＴ陶瓷的介电弛豫特性随ＢＴ的增加经历了一个由弱变强,再由强变弱的过程．对由两种钙钛矿化合物构成的铁电固溶体相变温度的变化规律进行了讨论．     

BT-PMN共烧陶瓷的新的介温特性

具有不同居里点的两种铁电体粉末在共烧时会产生过渡相．这种过渡相的特性与原始物相的性质密切相关·ＢａＴｉＯ_３（简称ＢＴ）和Ｐｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３（简称ＰＭＮ）共烧时,介温特性发生异常变化．结果显示,在低温端介温曲线明显抬起,表明具有更低居里温度（Ｔ_ｃ）的新相形成．而在高温端ＢＴ的^Ｔ_ｃ值升高,表明Ｐｂ进驻ＢＴ的晶格．共烧体的性能可以达到室温介电常数＞３０００,损耗＜６０,容温变化率符合Ｘ７Ｒ标准．     

BT-PMN共烧陶瓷的新的介温特性

具有不同居里点的两种铁电体粉末在共烧时会产生过渡相.这种过渡相的特性与原始物相的性质密切相关.BaTiO     

Gd、Nd共掺杂BaTiO3系统的介电性能及微观性能研究

在BaTiO3(BT)-Nb2O5-ZnO系统中引入硼硅酸盐助烧剂,加入Gd、Nd稀土氧化物以期获得中烧X7R陶瓷材料.研究发现,保持Gd用量不变,随着Nd用量在0.1 wt%~0.7 wt%范围内增大,陶瓷室温介电常数呈现单调递减趋势,而对电容量高温变化率的影响很小;保持Nd用量不变,随着Gd掺杂量的增加,室温介电常数先减少后增大,电容量高温变化率下降.实验发现,BT陶瓷的电容量高温变化率和微观应力分数成正比例关系变化.Gd、Nd共掺杂BT系统的电容量高温变化率受Gd控制而受Nd影响不大.在空气中于1140℃下烧成的BaTiO3陶瓷材料的主要性能指标达到:ε298K>3000,tgδ≤1.0%,ρ≥1011Ω.cm,-55℃~+125℃范围内最大电容量变化率不超过±7.5%.     

Nonlinear Electrical Properties of SnO_2-Li_2O-Nb_2O_5 Varistor System

The electrical properties of (Nb, Li)-doped SnO2 ceramics as a new varistor material were investigated. The sample 97.95%SnO2·0.50%Li2O·0.05%Nb2O5 (mol fraction) sintered at 1450= possess the highest density (ρ=6.77 g/cm3) and nonlinear electrical coefficient (α=11.6). The substitution of Sn4+ with Li+ increases the concentration of oxygen vacancies, together with the formation of solid solution, which will increase the sintering rate greatly and decrease the optimized sintering temperature. The substitution of Sn4+ with Li+ and the variation of temperature play very important effects on the densities, dielectric constant, nonlinear electrical properties and other characteristics of the samples. The properties of the grain boundary barrier and the microstructural characteristics were investigated to ensure the effect of the dopants and the temperature. A grain boundary defect barrier model was used to illustrate the grain boundary barriers formation in SnO2-Li2O-Nb2O5 varistors.     

Nonlinear Electrical Properties of SnO2—LiO—Nb2O5 Varistor System

The electrical properties of (Nb,Li)-doped SnO2 ceramics as a new varistor material were investigated.The sample 97.95% SnO20.50%Li2O0.05%Nb2O5( mol fraction)sintered at 1450℃ possess the highest density(p=6.77g/cm^3) and nonlinear electrical coefficient(α=11.6).The substitution of Sn^4 with Li^ increases the concentration of oxygen vacancies,together with the formation of solid solution ,which will increase the sintering rate greatly and decrease the optimized sintering temperature.The substitution of Sn^4 with Li^ and the variation of temperature play very important effects on the densities,dielectric constant,nonlinear electrical properties and other characteristics of the samples.The properties of the grain boundary barrier and the microstructural characteristics were investigated to ensure the effect of the dopants and the temperature.A grain boundary defect barrier model was used to illustrate the grain boundary barriers formation in SnO2-Li2O-Nb2O5 varistors.     

Ti4+取代Zn2+、Nb5+对Bi2O3-ZnO-Nb2O5系介质材料结构和性能的影响

研究了Ti4 取代Zn2 ,Nb5 对Bi2O3-ZnO-Nb2O5系介质材料结构和性能的影响，研究表明，少量替代对于材料的结构和性能没有太大的影响；随着替代量的增加，相结构中出现正交Bi4Ti3O12相；微观形貌中出现棒晶，介电常数逐渐增大，温度系数逐渐向负温度系数方向移动，适量Ti4 替代可以获得性能很好的NP0介质材料。