Ca掺杂Ba(Zr0.25Ti0.75)O3陶瓷介电性能的研究

采用固相反应法制备Ba1-xCax(Zr0.25Ti0.75)O3(x=0-0.5)陶瓷.常温下的XRD 方法研究表明,当x=0和x=0.1 时的陶瓷是单立方晶系.随着含Ca量的增加,固相反应法不再适用,出现了CaTiO3正交相.在-40℃-35℃的温区,用介电谱方法全面研究了Ca含量对介电性能特别是居里温度和弥散性的影响.结果显示:Ca的掺杂有效地改善Ba(zr0.25zTi0.75)O3陶瓷的弛豫性能、适当降低居里温度、减低介电损耗.     

Ho掺杂对Ba(Zr0.1Ti0.9)O3基陶瓷介电性能的影响

目的 通过Ho掺杂提高Ba (Zr0.1Ti0.9)O3 (BZT)基Y5V型陶瓷的介电性能.方法 采用Sol-gel一步法研究Ho掺杂对BZT基Y5V型纳米粉体及陶瓷微观形貌及介电性能的影响规律.结果 当Ho含量为0.10 mol％时,陶瓷最大介电常数为19943,容温变化率(TCC)符合Y5V标准.结论 随Ho含量的增加,BZT陶瓷的居里温度向低温方向移动,居里峰展宽,最大介电常数先增大后减小.因此,通过匹配的元素对材料进行掺杂改性,同时辅以优化的制备工艺可以实现陶瓷介电性能的有效提升.     

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.     

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).     

Fe掺杂对BiTaO_4陶瓷样品介电和铁电特性的影响

为探究Fe掺杂对BiTaO4陶瓷样品介电特性和铁电特性的影响,采用传统固相烧结法制备了Bi Ta1-xFexO4-x(x=0,0.01,0.03)陶瓷样品,利用X线衍射仪和扫描电子显微镜对样品的晶体结构和表面形貌进行分析,利用精密阻抗分析仪和铁电分析仪对样品的介电性能和铁电性能进行检测.结果表明:Fe掺杂没有明显改变样品的晶体结构;随着Fe掺杂量的增加,样品的介电常数表现出较好的稳定性,介电损耗略有减小,且基本保持在tanδ=0.05以下,其漏电流先增大后减小,且掺杂样品均可得到比较完整的电滞回线.     

ZnO对Ba(Ti,Zr)O3基电容器陶瓷性能和结构的影响

研究了ZnO加入量对Ba(Ti,Zr)O3(BTZ)基电容器陶瓷性能的影响 ,得到了ZnO影响其性能的规律 ,即随着ZnO加入量的增加材料的介电常数开始增大随后减少 ,而介质损耗开始减小随后增大 ,当w(ZnO) =0 .5 %时材料的介电常数达最大而介质损耗最小。得到了介电常数为 1 65 30、介质损耗为 5 0× 1 0 - 4 、耐压达 8MV/m以上综合性能好的电容器陶瓷 利用SEM研究了ZnO对BTZ基电容器陶瓷微观结构的影响 ,探讨了ZnO加入量对BTZ基电容器陶瓷性能和结构的影响机制 ,结果表明 :ZnO是通过细晶化、降低烧结温度、移峰作用、形成ZnO Ba(Ti,Zr)O3基复合材料、提高致密度等来影响瓷料性能和结构 这些结果为ZnO掺杂改性电容器陶瓷提供一定的依据     

高介电常数CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷材料的研究现状

CaCu3Ti4O12(CCTO)陶瓷材料因具有反常的高介电常数以及优异的温度稳定性而显示出广泛的应用前景.介绍了CCTO陶瓷材料的晶体结构、制备方法、介电性能和微观介电机制,综述了CCTO陶瓷材料的介电性能改性方面的研究现状.     

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。     

xCaTiO_3-(1-x)LaAlO_3陶瓷微波介电性能的研究

采用传统固相反应法制备x Ca Ti O3-(1-x)La Al O3(0.55≤x≤0.69)(CTLA)陶瓷,研究CTLA陶瓷的物相,微观结构及微波介电性能.结果表明,烧结温度在1 400℃时,陶瓷的微波性能最佳,介电常数在35~47之间,Q×f≥35 000 GHz.随着Ca Ti O3含量的增大,频率温度系数趋零,当x=0.67时,陶瓷具有最佳的微波性能:εr=45,Q×f=36 684 GHz,τf=6.02×10-6/℃.1     

Ba_(4.2)Nd_(9.2)Ti_(18-x)Zr_xO_(54)(x=0、0.25、0.5、1、1.5)微波介质陶瓷的结构与介电性能

采用传统固相反应法制备Ba_(4.2)Nd_(9.2)Ti_(18-x)Zr_xO_(54)(x=0、0.25、0.5、1、1.5)(BNTZ)微波介质陶瓷。运用X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征BNTZ陶瓷的相组成和微观结构。结果表明:BNTZ陶瓷的主晶相为Ba Nd2Ti4O12(JCPDS No.44-0061),随着掺杂量的增加,出现微量的Nd2Ti2O7烧绿石相。当x增加时,陶瓷的体积密度、介电常数(εr)和谐振频率温度系数(τf)均降低。而BNTZ微波介质陶瓷的Qf(Q为品质因子,f为频率)值先增加后降低,并且当x≥1时,陶瓷的Qf下降剧烈。当x=0.25时,Ba_(4.2)Nd_(9.2)Ti_(18-x)Zr_xO_(54)陶瓷样品在1 300℃下烧结2h,具有优良的微波介电性能,εr=82.83,Qf=9.009 THz,τf=56.7×10-6℃-1。     

（Ca1-xNdx）[（Li1／3Nb2／3）0．95Zr0．15]O3＋δ微波介电特性陶瓷

研究了A位Nd3 取代对(Ca1-xNdx)[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15]3 δ(0.0≤x≤0.2,CNLNZ)陶瓷的微观结构及微波介电特性的影响.当0.00≤x≤0.03时,体系为单一钙钛矿相,随Nd3 摩尔分数的增加,品质因素的值先增大,然后因B位l∶2有序度在x=0.02处下降而开始减小.分析了谐振频率温度系数随容忍因子的变化关系.当x=0.03时,陶瓷微波介电性能最佳:相对介电常数为32.7,品质因素为15 880 GHz,谐振频率温度系数为-6.4×10-6/℃.     

微波介质陶瓷材料研究进展

综述不同εr微波介质陶瓷的种类,即M2Si O2(M=Mg,Zn)、Al2O3和AB2O4等低εr微波介质陶瓷,Ba O-Ti O2-Nb2O5、(Zr,Sn)Ti O4和MTiO3-Ln Al O3(M=Ba,Ca,Sr;Ln=La,Nd,Sm)等中εr微波介质陶瓷,Ba O-Ln2O3-Ti O2、Ca OLi2O-Ln2O3-Ti O2和铅基钙钛矿等高εr微波介质陶瓷。分别介绍微波介质陶瓷的晶体结构、介电性能及其不足与改进情况;概括微波介质陶瓷制备方法,即传统固相法和熔盐法2种固相法,共沉淀法、水热法和溶胶-凝胶法3种湿化学法,分别介绍其特点和发展状况。提出应进一步研究微波介电性能与晶体结构、缺陷、极化、化学键等机理的联系,应采用新的工艺改善材料结构和组成,以提高材料的微波介电性能。     

Sm2O3掺杂BaZr0．25Ti0．75O3铁电陶瓷的制备及其结构、介电性能研究

采用传统的固相反应法制备了（1-x）BaZr0．25Ti0．75O3（BZT）＋xSm2O2（X=0,0．002,0．004,0．006,0．008,0．01）的铁电陶瓷,用X射线衍射和介电谱方法研究了Sm2O3的掺杂对BZT陶瓷结构和介电性能的影响．结果表明,Sm2O3的掺入没有改变BZT晶体钙钛矿结构,并且随着Sm^3＋取代浓度增大,衍射峰向高角度略有偏移,说明晶面间距减小;随着Sm2O3,掺杂量的增加,BZT介电峰向低温区移动,并且被压低展宽,BZT陶瓷介电常数和介电损耗随Sm2O3掺杂量的增加而减小,频率对各组分的介电常数影响较小,在T=300K,f=10^4Hz时,发现Sm2O3掺入量为0．01时具有较大的介电常数和较小的介电损耗．     

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.     

助烧剂CuAlO2掺杂(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷的微观形貌及介电性能研究

目的以偏铝酸亚铜(CuAlO_2简称CA)为助烧剂对铌酸钾钠陶瓷(KNN)进行烧结特性改善并研究掺杂陶瓷的微观结构及介电性能。方法采用传统固相法制备了不同含量CA助烧剂作为第二组元的掺杂铌酸钾钠陶瓷。结果 XRD结果表明烧结温度为1 085℃时KNN-xCA陶瓷样品具有正交相钙钛矿结构;SEM结果表明CuAlO_2助烧剂抑制KNN陶瓷晶粒生长,掺杂系数x=0.01时,KNN-xCA陶瓷晶粒均匀。在20~500℃温度范围内,掺杂系数x=0.01时,KNN-xCA样品的介电损耗较小(≤5%),介电常数较大(≥1 000),介电温度变化率较小,介电性能最佳。结论不同含量的偏铝酸亚铜(CuAlO2)掺杂改善了(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xCuAlO_2(KNN-xCA,x=0.005,0.010,0.015,0.020)陶瓷的烧结性能,微观形貌及介电性能。     

钛酸铜钙陶瓷的电子结构与铕掺杂优化

为研究钛酸铜钙的电子结构及变化对介电性能的影响规律,采用第一性原理密度泛函理论计算钛酸铜钙陶瓷的电子结构与光学介电函数,通过溶胶-凝胶法制备稀土铕掺杂改性的钛酸铜钙陶瓷。系统研究掺杂不同量铕对陶瓷晶体结构、微观形貌特征以及介电性能的影响。结果表明钛酸铜钙中Cu-O和Ti-O之间存在强烈的共价键,形成CuO_4正方形结构和TiO_6八面体结构。CuO_4正方形结构决定钛酸铜钙的价带,TiO_6八面体结构决定其导带。钛酸铜钙的静态介电常数为5.30,并在光子能量为2.45 eV处达到最大峰值。钛酸铜钙的能量损失峰在10 eV附近,与等离子体振荡有关。X射线衍射分析表明所有样品均为体心立方结构,扫描电镜分析表明铕的掺杂能够抑制陶瓷晶粒长大,并使晶粒均匀化。室温频谱表明掺杂后样品介电常数有所降低,但仍为巨介电陶瓷,同时介电损耗在10~4～10~5 Hz处达到最小值0.001 4;介电温谱表明铕掺杂能够提高陶瓷的温度稳定性并降低损耗,在75～200℃下的损耗均低于0.05。结合第一性原理计算与实验数据发现,铕掺杂使得价带顶的峰值更加扩展,带隙增大,陶瓷的绝缘性增强,介电损耗变小,介电性能优化。     

Sr2Bi4-x/3Ti5-xNbxO18陶瓷的铁电介电性能

对Sr2Bi4-x/3Ti5-xNbxO18(x=0,0.003,0.018,0.048,0.096)陶瓷样品的铁电和介电性能进行了测量.结果表明,Sr2Bi4Ti5O18样品的剩余极化2Pr为0.22 C·m-2,少量Nb掺杂可使样品的2Pr有明显提高,当x=0.018时,2Pr达到最大为0.34 C·m-2.介电损耗随温度的变化关系曲线上存在P1,P2,P3 3个介电损耗峰,分别在70,230,290℃附近.低温部分的2个损耗峰具有介电弛豫的特征,其弛豫机制被认为是点缺陷与畴界之间的相互作用.通过激活参数的计算以及损耗峰随不同Bi过量的变化,可以确定P1,P2峰的弛豫机制与Sr,Ti空位有关.随着Nb掺杂量的增加,P1,P2峰逐渐降低,表明Nb掺杂降低了样品中缺陷的浓度,从而使得样品的2Pr明显提高.     

(Ba,Sr)TiO_3基电容器陶瓷的制备及介电性能

在对BaTiO3基电容器陶瓷掺杂改性的实验基础上就改善(Ba,Sr)TiO3电容器陶瓷介电性能做了大量实验研究.经测试结果分析表明,(Ba,Sr)TiO3基电容器陶瓷最佳烧结温度为1350℃,由此温度烧结可获得最高介电常数为11784及介电损耗为0.100的优质电容器陶瓷.结合陶瓷的显微结构SEM照片分析,探讨了添加Sr2+,Ca2+,Zr4+及稀土Dy3+离子对改善(Ba,Sr)TiO3基电容器陶瓷介电性能的机理.     

高介、低损耗Ba(Ti,Zr)O_3基电容器陶瓷的研究

采用正交设计实验法研究了配方对Ba(Ti,Zr)O3(BTZ)基电容器陶瓷介电性能的影响 ,得到了影响BTZ基陶瓷介电性能的主次因素 ,各因素水平影响其性能的趋势 对介电常数而言 ,主次影响因素的顺序为Nb2 O5、BaZrO3/BaTiO3、ZnO、CeO2 ;对介质损耗而言 ,主次影响因素的顺序为Nb2 O5、ZnO、CeO2 、BaZrO3/BaTiO3 同时得到了介电常数最大的配方和介质损耗最小的配方 通过正交设计实验得到了综合性能最佳的BTZ基陶瓷 ,它具有高介 (ε)≥1 32 0 0低损耗 (tanδ) <60× 1 0 - 4 和高耐压 (大于 5MV/m) 探讨了各组分对BTZ基陶瓷介电性能影响机理 ,为研制高介、低损耗、高耐压电容器陶瓷提供依据     

Bi含量对SrBi4Ti4O15铁电材料性能的影响

按n(Sr)n(Bi)n(Ti)为14(1+x)4(x=-0.05,0,0.05,0.10,0.15,0.20)配料,采用固相烧结工艺,制备了不同Bi含量SrBi4Ti4O15的陶瓷样品.用X射线衍射对样品的微结构进行了分析,并测量了其铁电、介电性能.结果发现x=0.05,0.10的样品形成单一的SrBi4Ti4O15相.x=0.05时,材料具有较好的铁电与介电性能剩余极化强度2Pr=2.86×10-9C@m-2,矫顽电场强度Ec=8.65×106V@m-1,介电性能在频率f=1 kHz～4 MHz范围内变化不大,f=1 MHz时,介电常数εr=425.