Dielectric properties of low dielectric constant Ba_(0.60) Sr_(0.40)Mg_(0.15)Ti_(0.85)O_3-Mg_2TiO_4 composite thin films for tunable applications

Ba0.60Sr0.40Mg0.15Ti0.85O3-xmol%Mg2TiO4(x=0―40 mol%)(BSTM-MT) composite thin films were fabricated by sol-gel method.The precursor solution of these composite thin films was prepared through mixing the Ba0.60Sr0.40Mg0.15Ti0.85O3 and Mg2TiO4 solution.The microstructures and dielectric tunability of composite thin films were investigated.The dielectric constant of composite thin films can be tailored from 155 to 55 by changing the concentration of Mg2TiO4.The dielectric loss of these composite thin films were...     

弥散铁电陶瓷的峰值介电常数对频率的依赖关系研究

采用传统固相合成法制备了锆掺杂的钛酸钡陶瓷Ba(Zr0.15Ti0.85)O3(BZT),并对其介电性能进行了研究.发现1 280℃烧结的BZT陶瓷的介电性能呈现明显的弥散性相变和弛豫特点.用Smolenski成分起伏理论结合德拜弛豫理论计算了BZT的介电常数峰值εrm与频率的关系,与实验结果吻合较好.     

(Ba,Sr)TiO_3/Mg_xZn_(1-x)O核-壳复合陶瓷的制备及表征

纳米粒子由于具有大量的潜在应用,近年来已引起人们极大的关注.通过纳米复合技术(如制备核壳结构的纳米粒子)可以使其获得更多的特殊性质.以氢氧化钡、氢氧化锶、钛酸丁酯为主要原料,采用化学溶液法,在80℃左右的温度下制备了钛酸锶钡纳米晶.硝酸镁和硝酸锌的混合溶液同钛酸锶钡混合并超声搅拌,在室温下制备了具有核壳结构的(Ba,Sr)Ti O3/MgxZn1-xO(BST/MZO)纳米晶.x射线衍射(xRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)确定所制备样品为纯钙钛矿结构,透射电镜(TEM)表明产品的形貌是核壳结构小球,电子衍射图案进一步证实核和壳均是由十几个到几十个纳米的(Ba,Sr)Ti O3/MgxZn1-xO纳米晶组成的聚集体.采用常规的陶瓷制备技术获得具有核壳结构复合陶瓷,其介电性能明显改善.研究结果表明具有核壳结构的(Ba,Sr)Ti O3/MgxZn1-xO适合作为微波介电材料.     

Sr/Pr取代对BST微波介质陶瓷结构和介电性能的影响

在Ba6-3xSm8 2xTi18O54系(x=2/3)微波介质陶瓷中,进行Pr/Sr协同置换Ba4Sm28/3Ti18O54陶瓷中的Sm/Ba,获得了具有钨青铜结构的固溶体结构.固定Pr的量时,随着Sr取代量的增加,介电常数增大,介电损耗先降低后增加,频率温度系数由负变正.在(Ba1-ySry)6-3x(Sm1-zPrz)8 2Ti18O54中,当y=0.1,z=0.2时,具有良好的介电性能εr=74.49,tanδ=0.0008,τf=-1.7ppm/℃.     

B位掺杂对固体氧化物燃料电池连接材料La0．85Sr0．15CrO3性能的影响

研究La0.85Sr0.15CrO3 B位(Cr位)掺杂不同的金属离子(Ni、Cu、Co、Ti、Ni Co) 的烧结性能、热膨胀和电子电导率.实验发现:离子掺杂可以降低La0.85Sr0.15CrO3的烧结温度;掺杂Ni对提高系统烧结性能最有效,La0.85Sr0.15Cr0.95Ni0.05O3的相对密度可达到94%;掺杂Co或者Cu能提高La0.85Sr0.15CrO3的热膨胀系数,而Ni和Ti 掺杂则有相反作用.所有试样在300 ～ 1 000 ℃具有线性热膨胀性,La0.85Sr0.15Cr0.95Ni0.02Co0.02O3在1 000 ℃空气气氛中的热膨胀系数为10.6×10-6/℃,和摩尔分数为8%的Y2O3稳定的ZrO2 (8YSZ) 电解质的热膨胀系数相匹配.与B位一元掺杂的La0.85Sr0.15CrO3试样相比,La0.85Sr0.15Cr0.95Ni0.02Co0.02O3 在675 ～ 850 ℃温度范围内显示出更高的电子电导率.     

用于可调微波器件的介电Ba_xSr_(1-x)TiO_3薄膜研究

Ba_xSr_(1-x)TiO_3(BST)薄膜具备高的介电可调特性(介电常数在外加电场的作用下会发生改变)和低的介电损耗,这使得BST薄膜成为高速宽带可调微波器件(如相移器、可调带通和带阻滤波器、谐波发生器等)的首选材料,近年来受到世界各国多个研究小组的关注与研究.此研究工作报道采用成分梯度多层膜结构、受主掺杂和复合掺杂方法调控薄膜内部的应力以及电子结构,有效地优化BST薄膜的介电和电学等性能的最新进展.采用脉冲激光沉积(PLD)方法在MgO基片上制备高Sr组分的Ba0.02Sr0.98Ti O3薄膜.通过改善沉积生长的工艺条件,成功克服了MgO基片与薄膜之间大的晶格失配度(7%),在特定的温度和气压获得了外延生长BST薄膜.详细研究了(Ba0.8Sr0.2)(Ti1-xZrx)O3(BSTZ)薄膜的非线性介电特性,发现随着Zr含量的增加,薄膜介电调制率降低,薄膜的损耗和漏电流也显著减小.我们制备了具有不同成分梯度的BSTZ多层膜.介电特性研究表明,随成分梯度(gradients of composition)的增大,介电系数和介电可调性得到增强,铁电回线得到抑制;同时薄膜介电系数的温度稳定性有了显著改善....     

Ba_3Ti_5Nb_(6-x)TaxO_(28)陶瓷的结构与介电性能

采用传统的固相合成法制备Ba3Ti5Nb6-xTaxO28(0≤x≤0.67)微波介质陶瓷,研究了Ta对Ba3Ti5Nb6O28陶瓷结构与微波介电性能的影响.随Ta含量的增加,Ba3Ti5Nb6-xTaxO28陶瓷先为Ba3Ti5Nb6O28单相;当x增大到0.5时,则出现了第二相Ba3Ti4Nb4O21.随Ta含量增加,Ba3Ti5Nb6-xTaxO28陶瓷的介电常数变化较小,Qf值先明显升高后下降,而谐振频率温度系数τf逐渐增大.x=0.16时,获得了介电性能优异的Ba3Ti5Nb6-xTaxO28陶瓷,介电性能为:ε=37.9,Qf=2.8137×104GHz,τf=-6.0×10-6℃-1.     

Ba_6Ti_2Nb_8O_(30)和Sr_6Ti_2Nb_8O_(30)陶瓷的驰豫铁电性能

作者用固相烧结方法合成了具有充满型钨青铜结构的Ba6Ti2Nb8O30和Sr6Ti2Nb8O30陶瓷.不同频率下Ba6Ti2Nb8O30和Sr6Ti2Nb8O30陶瓷介电常数随温度的变化的规律表明,这两种陶瓷的铁电-顺电相变具有明显的驰豫铁电相变特征,相变弥散指数分别为1.95与1.41.它们在1MHz时的居里温度分别为155℃和160℃,两者的居里温度十分相近.同时,对其介电性能的电场可调性进行了初步研究.当外加电场为2kV/cm、频率为10kHz时,Ba6Ti2Nb8O30和Sr6Ti2Nb8O30陶瓷在铁电-顺电转变温度附近的最大介电常数可调度为2.8%和0.3%.     

BCZT-KNN无铅压电陶瓷的制备及其介电性能研究

采用固相合成法制备了(Na0.5K0.5)NbO3(KNN)掺杂的(Ba0.92Ca0.08)(Ti0.95Zr0.05)O3(BCZT)陶瓷.研究了KNN掺杂量对BCZT物相结构、晶粒生长和介电性能的影响.XRD结果表明BCZT-xKNN陶瓷可形成单一钙钛矿结构的固溶体,Nb5+离子取代Ti4+位,Na+,K+取代Ba2+位,并在晶界处发生偏析,从而使得烧结温度降低,介温峰变宽.KNN固容量的增加直接影响陶瓷微观结构、晶粒尺寸和介电性能,并且在KNN固容量为4%时陶瓷具有明显弛豫现象和最大介电常数(’ε=6 000).     

稀土元素掺杂对Ba_(0.68)Sr_(0.32)TiO_3陶瓷结构与性能的影响

研究了La2O3和Dy2O3掺杂对Ba0.68Sr0.32 TiO3陶瓷结构与性能的影响,考察了该系统介电温度特性和绝缘电阻率,观察了样品的显微结构,讨论了La2O3和Dy2O3掺杂改变Ba0.68Sr0.32TiO3陶瓷介电温度特性作用.结果表明:La2O3掺杂比Dy2O3掺杂在改变Ba0.68Sr0.32 TiO3陶瓷介电温谱特性曲线上具有更为显著的展峰作用;随着La2O3和Dy2O3掺杂量的增加,样品的绝缘电阻率呈现先减小后增大的趋势.     

纳米CuO掺杂(Ba0.87Ca0.09Sr0.04)(Ti0.90Zr0.04Sn0.06)O3基Y5V陶瓷的制备与表征

目的以纳米CuO作为烧结助剂制备(Ba0.87Ca0.09Sr0.04)(Ti0.90Zr0.04Sn0.06)O3陶瓷(BC-STZS),研究纳米CuO的用量及烧结温度对BCSTZS陶瓷的微观形貌以及介电性能的影响,以期获得低烧Y5V型陶瓷材料。方法采用固相法掺入纳米CuO制备一系列的BCSTZS陶瓷。通过XRD,TEM和SEM对样品进行表征,并测试陶瓷的介电性能。结果在低温烧结时,陶瓷的密度和介电常数随CuO掺杂量的增加而增大,纳米CuO可以将BCSTZS陶瓷的烧结温度降低到1 150℃。当纳米CuO含量为1.5%(质量分数)时,BCSTZS陶瓷材料满足EIA Y5V标准,其εmax=8 690,介质损耗为1.67%,绝缘电阻率为5×1013Ω.cm。结论采用纳米CuO为助烧剂制备的BCSTZS陶瓷具有气孔率小、密度较大,晶粒大小一致且分布均匀的特点,采用该方法可以在低温下得到满足Y5V标准的BSCTZS基陶瓷材料。该研究具有重要的应用前景。     

掺杂方式对Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3陶瓷微结构及性能的影响

采用溶-凝胶法制备Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3陶瓷粉末,以传统陶瓷制备工艺制备Mg元素掺杂的Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3陶瓷．研究MgO掺杂量为1．6％（质量分数）时,MgO固相掺杂和Mg计湿化学法掺杂两种不同的掺杂方式对Mg掺杂的Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3陶瓷显微结构及电学性能的影响．研究结果表明,当Mg掺杂量相同时,掺杂方式对Mg掺杂的Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3。陶瓷的显微结构和电学特性有显著的影响,相比纯的Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3陶瓷,两种掺杂方式中,Mg2＋湿化学法掺杂相对于MgO固相掺杂,在BSZT陶瓷中的分布更均匀,替位程度更高,所以其对介电常数的影响也相对更大．而MgO固相掺杂相对于Mg2＋湿化学法掺杂明显地促进了陶瓷晶粒的生长,提高了陶瓷的致密性,同时其击穿电场和电阻率也有较大提高．1350℃下烧结的固相MgO掺杂的Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3陶瓷性能较优,介电常数约为590,介电损耗低于0．0005,电阻率为7．78×10^13Ω·mm,击穿场强为6．56kV／mm．     

SrO掺杂对Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷性能的影响

研究了SrO掺杂对Ba6-3xNd8 2xTi18O54晶体晶胞参数及陶瓷微波介电性能的影响 .研究表明 ,对于不同的x值 ,Sr取代Ba存在不同的极限值 ,当x =0 .5时 ,极限值为 0 .110 ;x =0 .6时 ,极限值为 0 .0 4 8;x =2 / 3时 ,极限值为 0 .2 0 0 .超过这一极限 ,Sr将取代Nd .正是由于Sr取代的离子不同 ,而使晶体的晶胞参数呈现不同的变化趋势 ,因而陶瓷的微波介电性能也会发生相应的变化 .     

铈掺杂对0.70PZN-0.15PT-0.15BT压电陶瓷结构与电性能的影响

采用两步合成法制备了CeO2掺杂Pb1-xCex/2(Zn1/3Nb2/3)0.70Ti0.3Ba0.15O3(0.70PZN-0.15PT-0.15BT-x,x=0.00,0.02,0.04,0.06)压电陶瓷,研究了铈含量变化对0.70PZN-0.15PT-0.15BT-x压电陶瓷材料相结构及其相关电性能的影响.随CeO2含量增加,居里温度升高,当x=0.04时,其压电系数d33达到225pC/N.     

ZnO和Nb2O5共掺杂钛酸锶钡陶瓷的结构及其介电性能研究

采用固相反应法制备了ZnO、Nb 2 O 5共掺杂Ba 0.2 Sr 0.8 TiO 3陶瓷材料,并用X射线衍射（XRD）和介电谱方法,分别对系列陶瓷样品的结构和复介电常数进行了测量.结果表明：1）Zn2＋、Nb5＋进入Ba 0.2 Sr 0.8 TiO 3晶格后仍然为钙钛矿型固溶体;2）Nb 2 O 5会使得材料的低温弥散相变过程转变为弛豫相变过程,并在300～360K区域内会出现新的弛豫过程;3）掺入一定量的ZnO后Nb2O5掺入降低了Ba 0.2 Sr 0.8 TiO 3陶瓷材料的介电常数,增大了其介电损耗.     

钛酸锶钡陶瓷的低频介电特性

将溶胶-凝胶法制备的Ba0.6 Sr0.4 TiO3纳米粉体分别在1300℃和1330℃下烧结成瓷,采用XRD、SEM和LCR分别对粉体的物相结构、烧结体的晶粒形貌和材料的介电性能进行了测试分析。结果表明,随着陶瓷晶粒平均尺寸的降低,居里温度向负温度方向移动,其介电峰有弥散化趋势;陶瓷烧结体的介电损耗随致密度的升高而降低,室温附近在0．002左右,且温度稳定性良好;20℃下,样品在0．5～200 kHz下的介电常数随频率的上升而减小,而介电损耗则随频率的升高而增大。     

（Ba0.2Sr0.8）1-1.5xBixZn0.04T i0.98O3陶瓷结构及介电性能的研究

采用传统固相反应方法,制备了（Ba0.2Sr0.8）1-1.5xBixZn0.04Ti0.98O3（x=0.00、0.01、0.02、0.03）陶瓷材料,用X射线衍射、扫描电子显微镜和变温介电谱方法,对它们的晶格结构、微观形貌和复介电常数进行了测量和分析.结果表明：1）Zn2＋和Bi3＋进入到Ba0.2Sr0.8TiO3晶格中并与之形成ABO3钙钛矿型固溶体;2）随Bi2O3掺入,陶瓷的室温晶系结构由立方相转变为四方相,同时出现在约120K的弥散相变转化为弛豫相变;3）Bi2O3掺杂对晶粒生长有明显的抑制作用,但晶粒之间的连接性增强,陶瓷的致密度增加;4）当T=300K,f=1Hz,当Bi3＋的掺杂量为0.01mol时,陶瓷样品室温介电常最大（ε＇=1529.95）,此时室温介电损耗值为最大（tanδ=3.366×10-2）.上述结果为该类陶瓷掺杂改性研究,以及弛豫相变机制探索提供参考.     

镁掺杂钛酸锶铅钡薄膜的介电调谐性能研究

采用Sol-Gel法在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上制备出未掺杂和掺杂Mg的（Ba0.5Sr0.5）0.85Pb0.15-TiO3薄膜．采用XRD、SEM和Agilent 4294A精密阻抗分析仪研究了Mg掺杂量对薄膜的结晶性,表面形貌和介电性能的影响．结果表明：随着Mg掺杂量的增加,PBST薄膜的介电常数减小,介电损耗降低,介电调谐量先减少后增加．当Mg掺杂量为0．8mol％时,PBST薄膜具有最大的优值因子．     

双稀土掺杂BCST陶瓷的研制及其性能结构的研究

采用溶胶—凝胶法合成了BCST（Ba0.62 Ca0.08 Sr0.3 TiO3）粉体,再经过二次固相掺杂稀土Pr6O11和Nd2O3获得BCST∶0.001Pr6 O11.xNd2 O3系列纳米粉体及陶瓷;采用XRD和SEM,等对粉体的相组成和陶瓷的微观形貌进行了表征,并用介电频谱仪测试了陶瓷的介电性能.结果表明：所得BCST∶0.001Pr6O11.0.002Nd2O3粉体主要为四方相纳米粉体;随着稀土Nd2O3掺杂量的增加,所获得的陶瓷的晶粒先逐渐变小随后又逐渐增大;当钕的掺杂量x=0.002时,所获得陶瓷的室温介电常数最高,而介电损失最小;各试样的介电常数随烧结温度的升高增大,在1 330℃,1 360℃和1 400℃温度下烧结所获得的S1-陶瓷,介电常数的峰值εmax分别为10 360、12 490、13 750;其居里温度显著降低（10℃）,介温曲线呈单峰,介电常数随温度的变化敏感而对称,有望在温度敏感陶瓷方面发现其应用.