烧结温度对Bi6 Fe2 Ti3 O18多铁陶瓷的 结构和铁电性能的影响

以Bi_2O_3、Fe_2O_3、TiO_2为原料,采用传统固相反应法,分别在930℃、950℃、1 000℃、1 050℃下烧结制备Bi_6Fe_2Ti_3O_(18)陶瓷.X线衍射结果表明,在930℃、950℃和1 000℃烧结的陶瓷均为单一的层状钙钛矿Bi_6Fe_2Ti_3O_(18)相,而在较高温度1 050℃下烧结的陶瓷出现了杂相.扫描电镜观察显示,950℃烧结得到的陶瓷晶粒尺寸均一,气孔率较低.电滞回线测试显示,950℃烧结的陶瓷耐压性最好,剩余极化随外加电场的增加逐渐增大,当测试电压为240 kV/cm时,剩余极化强度(2P_r)最大值为21μC/cm~2.压电力显微镜测量显示该陶瓷具有良好的铁电极化翻转特性.     

高居里温度Ba_(1-x)Pb_xTiO_3系PTCR陶瓷的研究

利用混合氧化物方法和半导化剂Nb_2O_5含量较高的配方、采用高的烧结温度、短的保温时间、以及快速升温、快速降温的快速烧结技术,能有效地防止铅的挥发及控制晶粒长大,制备出晶粒尺寸为2～5μm、PTCR效应强的Ba_(1-x)Pb_xTiO_3系半导体陶瓷。居里温度T_c=310℃的陶瓷样品,室温电阻率小于10~3Ω·cm,PTCR效应达4·5个数量级。     

烧结工艺对Bi_(3.5)La_(0.5)Ti_3O_(12)陶瓷显微结构及其性能的影响

采用共沉淀法制备了平均粒径约为191nm的Bi_(3.5)La_(0.5)Ti_3O_(12)粉末。对比研究了传统烧结、快速升温两步烧结和快速升温一步烧结三种烧结工艺对处于近纳米级Bi_(3.5)La_(0.5)Ti_3O_(12)坯体的致密化、最终陶瓷的显微结构以及介电性能的影响。研究结果表明,烧结过程的保温阶段,相同的保温时间下,快速升温两步烧结工艺在第二阶段保温温度比其他两种烧结工艺降低30℃的情况下制备的试样的密度较高,平均晶粒尺寸最小;传统烧结工艺制备的试样密度低于其它两种工艺的试样密度,且试样晶粒尺寸最大;快速升温一步烧结工艺制备的试样密度最大。介电测试结果表明,采用不同烧结升温工艺均保温8小时制备的试样的介电常数随着试样晶粒尺寸的增加而增大,居里温度点随着晶粒尺寸的增加而向高温方向移动。     

Nb2O5-Co3O4-La2O3包覆对Ba0.991Bi0.006TiO3微纳米粉体及其陶瓷的微观结构和性能的影响

目的改善钛酸钡基陶瓷的烧结性能,调控细晶结构,提高介电温度稳定性。方法通过沉淀包覆法将Nb_2O_5、Co_3O_4和La_2O_3包覆在Ba_(0.991)Bi_(0.006)TiO_3微纳米粉体表面,重点研究了La_2O_3包覆量和烧结温度对Ba_(0.991)Bi_(0.006)TiO_3@Nb_2O_5-Co_3O_4-La_2O_3(BBT@NCL)陶瓷的相组成、微观形貌和介电性能的影响。结果随着La_2O_3包覆量的增加,陶瓷的介电常数呈先增大后减小的趋势,在最佳La2O3包覆量(摩尔比)为0.3%和烧结温度为1 220℃时,陶瓷晶粒的平均尺寸为280nm,室温介电常数达到2 862,介电损耗为0.006 7,所有陶瓷样均满足X8R特性。结论通过沉淀包覆法能够得到具有"芯-壳"结构并满足X8R特性的低烧细晶陶瓷材料。     

氮气、氧气烧结气氛对(Na_(0.5)Bi_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)TiO_3陶瓷显微结构和电学性能的影响

为探索点缺陷对钛酸铋钠基陶瓷显微结构和电学性能的影响,在固相反应法制备(Na_(0.5)Bi_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)TiO_3陶瓷的预烧和烧结过程中分别引入氮气和氧气气氛,研究了不同气氛对陶瓷试样的显微结构、介电、压电和铁电性能的影响。X射线衍射及紫外可见漫反射谱测试结果表明:不同气氛在陶瓷试样中引入的点缺陷浓度存在差异,进而导致陶瓷试样的显微结构和退极化温度显著不同。氮气和氧气气氛中制备的陶瓷的平均晶粒尺寸分别为2.1μm和1.0μm,居里温度分别为248℃和258℃,退极化温度分别为76℃和87℃,剩余极化强度分别为27.2μC/cm~2和27.6μC/cm~2,压电常数分别为122pC/N和128pC/N。     

固相法制备细晶高性能PTCR

针对正温度系数热敏电阻(PTCR)片式化技术对陶瓷晶粒尺寸提出的较高要求,利用固相法制备PTCR,结合提高施受主掺杂比(n(Y∶Mn)21效果明显),高温预烧(1 220℃),低温烧结(1 300℃)等方法抑制晶粒长大;制备出平均晶粒尺寸小于2μm,室温电阻率为205Ω.cm,升阻比为4.082×104的BaTiO3基多层片式细晶PTC陶瓷,使多层片式PTCR产业化成为现实.     

高能球磨法制备Mg_4Nb_2O_9微波介质陶瓷及其表征

采用高能球磨法制备粉体.粉体球磨60 h后在900℃保温3 h预烧合成Mg4Nb2O9纯相,研究了由高能球磨所得粉体制备的Mg4Nb2O9陶瓷的相结构、显微组织和微波介电性能随烧结温度的变化关系.X射线衍射检测Mg4Nb2O9陶瓷在1 150～1 200℃烧结过程中有微量的MgNb2O6和Mg5Nb4O15杂相产生,烧结温度高于1 200℃时,样品为Mg4Nb20g纯相;样品收缩率和密度随烧结温度的增大而增加,在1 200℃趋于饱和,分别为13.6和4.22 g/cm3(相对密度96.42%);样品的气孔含量随烧结温度增大降低,晶粒尺寸随烧结温度增大而增大,介电常数和品质因数随烧结温度的增大而增加;1 200℃烧结的样品具有高的致密度、清晰的显微组织,平均晶粒尺寸为3.5 μm,微波介电性能εr=12.6,Q·f=133164 GHz,τ=-56.69×10-6/℃.实验结果表明.高能球磨有效促进球磨后粉体在900℃低温合成Mg4Nb2O9纯相;并降低Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度到1 200℃,改善了陶瓷的谐振频率温度系数,有望成为新一代中温烧结微波介质材料.     

纳米镁铝尖晶石粉体的低温燃烧合成与表征

以硝酸盐和蔗糖为原料,利用低温燃烧合成制备纳米镁铝尖晶石(MgAl_2O_4)粉体,研究了不同煅烧温度、气氛以及加热速率等因素对纳米MgAl_2O_4粉体特性的影响.结果表明:随着前驱体煅烧温度的升高,纳米MgAl_2O_4晶粒尺寸逐渐增大;在O2环境中煅烧前驱体可以降低纯MgAl_2O_4相的形成温度,促进反应物质扩散、增大晶粒尺寸.在快速升温、蔗糖与硝酸盐物质的量比为2∶1以及通入O2的条件下,在400℃下煅烧生成MgAl_2O_4相,700℃时得到单相MgAl_2O_4纳米粉体.低温燃烧合成制备纳米MgAl_2O_4粉体结晶度高、晶粒尺寸细小,呈松散的软团聚态,有利于降低MgAl_2O_4陶瓷致密化烧结温度.     

高介电陶瓷CaCu3Ti4O12的制备及性能研究

对CaCu3Ti4O12陶瓷的制备及性能进行了研究,X射线衍射分析结果表明:将混和、研磨好的粉料在900℃和950℃预烧后获得了CaCu3Ti4O12单相粉料.通过合成过程的成分变化,对CaCu3Ti4O12陶瓷粉末的具体合成过程作出了表述.将预烧后的粉末压制成型,在不同的温度下烧结,介电测试结果表明,1 075℃烧结的CaCu3Ti4O12多晶陶瓷的相对介电常数最高,最高值可达1.23×105;1 060℃烧结的CaCu3Ti4O12多晶陶瓷的介电损耗最小,最小值为0.076.从SEM照片可以看出,1 060℃烧结的陶瓷晶粒均匀细小,粒度不超过5μm,致密性良好;1 075℃烧结的陶瓷呈现大块粘连状态,只在少数区域看到平均粒径超过10 μm的晶粒群.可见CaCu3Ti4O12陶瓷的介电性能与晶粒尺寸有着很大的关系.     

MgAl_2O_4透明陶瓷微观组织和光学性能的研究

采用高温焙烧法合成MgAl2O4纳米粉体,使用放电等离子烧结(SPS)技术制备了MgAl2O4透明陶瓷,系统研究了SPS工艺参数对MgAl2O4透明陶瓷致密度、晶粒尺寸和光学性能的影响.结合扫描电镜SEM,UV-Vis和FT-IR等手段对透明陶瓷的显微结构和光学性能进行了表征.实验结果表明:随升温速度、保温时间和烧结压力的变化,陶瓷的残留孔隙率、孔隙尺寸和晶粒尺寸分布随之改变,且显著影响透明陶瓷的光学性能.当烧结温度为1 325℃时,保温15min,采用13℃/min的升温速度,在1 100℃加压70MPa,获得的MgAl2O4透明陶瓷平均晶粒尺寸约为200nm,结构致密,直线透过率Tin,550和Tin,2 000分别为66%和80%.     

掺杂量及烧结温度对W掺杂Li7La3Zr2O12陶瓷电解质性能的影响

采用固相反应法制备W掺杂Li_7La_3Zr_2O_(12)(Li_(7-2x)La_3Zr_(2-x)W_xO_(12))陶瓷电解质,探究掺杂量及烧结温度对样品烧结特性、晶体结构、显微形貌及离子电导率的影响。结果表明:W掺杂可以稳定立方相Li_(7-2x)La_3Zr_(2-x)W_xO_(12),当x=0.3时,1 200℃烧结20 h制备的样品30℃下离子电导率达到最高值5.77×10~(-4) S/cm,相较于未掺杂样品提高一个数量级;以x=0.3为固定掺杂量、改变不同烧结温度,1 180℃烧结20 h获得的样品离子电导率达到最高为7.05×10~(-4) S/cm。当x=0.1～0.3时,晶粒尺寸分布均匀,在10～20μm左右;当x=0.4时,产生晶粒熔合现象且有晶体析出,这种特殊的显微形貌导致样品电性能劣化。     

磷酸钙/氧化锆复合陶瓷的微观结构及力学性能

利用冷等静压成形, 经不同的温度烧结制备了不同比例的磷酸钙与钇稳定四方氧化锆系列复合陶瓷, XRD、 SEM及力学性能测试结果表明, 随磷酸钙含量的增加, 陶瓷的相对密度降低, 晶粒尺寸变大, 四方氧化锆(t-ZrO2)减少, 单斜氧化锆(m-ZrO2)增加, 导致力学性能下降; 1 350 ℃烧结含磷酸钙质量分数为12％~15％的样品及1 400 ℃烧结含磷酸钙质量分数为15％的样品以t-ZrO2为主, 并含有少量m-ZrO2和TCP(Ca3(PO4)2), 其相对密度大于95％, 综合力学性能评价分析表明, 它可用于CAD/CAM加工口腔修复材料.      

Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷的制备与性能

以WC-10Co纳米复合粉末、YSZ纳米粉末与Al2O3亚微粉末为原料,采用热压烧结制备了性能优良的Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷.分别在1380,1450和1500℃烧结温度下制备Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷,通过考察烧结体的断裂韧性、洛氏硬度、密度、磁滞回线和断口形貌,研究了烧结温度对WC-10Co纳米复合粉末、YSZ纳米陶瓷粉末与Al2O3亚微粉末的复合粉末烧结性能的影响.确定合理的Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷烧结温度为1450℃.结果表明,质量分数为50%的WC-10Co纳米复合粉末、10%的YSZ纳米陶瓷粉末与和40%的亚微Al2O3粉末的复合粉末经过48h的高能球磨后,再经过1450℃热压烧结,可以得到晶粒尺寸小于1μm的整体性能较好的亚微Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷,其相对密度为97.5%,断裂韧性为7.4468MPa·m1/2,硬度为HRA 94.0.     

(Y,Ce)TZP-Al_2O_3陶瓷显微组织对力学性能及热稳定性的影响

研究了(Y、Ce)TZP-Al_2O_3陶瓷的显微组织对其力学性能和热稳定性的影响。结果表明,试样表面t-ZrO_2失稳相变是造成低温时效和热循环条件下材料强度下降的主要原因。添加CeO_2稳定剂和Al_2O_3相可较大幅度地提高(Y,Ce)TZP-Al_2O_3陶瓷的力学性能及热稳定性。1550℃烧结晶粒尺寸0.9μm,其力学性能和热稳定性综合性能优越。     

PbO添加量对Pb_(0.925)Ba_(0.075)Nb_2O_6压电陶瓷结构和电学性能的影响

为制备具有高密度、单一正交铁电相及优异压电性能的PbNb_2O_6基压电陶瓷,研究了在1 250℃预烧的正交相粉体中添加不同质量分数的PbO对陶瓷的晶体结构、微观形貌、介电及压电性能的影响。结果发现,随着PbO添加量的增加,陶瓷的微观形貌发生明显改善,晶粒由棒状逐渐变为等轴状。当PbO的添加量为4%(质量分数)时,得到的陶瓷性能最优,晶粒尺寸更加均匀,晶粒间结合紧密,相对密度≥94%,平均晶粒尺寸为9.9μm,居里温度Tc为539℃,压电常数d33达到62pC/N。     

颗粒定向的Bi_2WO_6陶瓷的制备

本文主要阐述一般烧结的颗粒定向的Bi_2WO_6陶瓷的制备工艺过程。讨论了合成温度对Bi_2WO_6晶体尺寸的影响以及烧成温度和保温时间对陶瓷的颗粒定向率和密度的影响。在750℃下用“熔盐法”合成的晶体,经过“刮刀”过程以后,在870℃下保温24小时所制备的颗粒定向的Bi_2WO_6陶瓷,其颗粒定向率>90%;密度约8克/[厘米]~3。     

La2Ce2O7@La2Zr2O7核壳结构纳米粉体的 制备及其抗烧结性能

针对La_2Ce_2O_7抗烧结性能较差,La_2Zr_2O_7的热膨胀系数较低的性能特点,采用水热法合成了La_2Ce_2O_7内核,然后通过共沉淀法成功制备La_2Ce_2O_7@La_2Zr_2O_7核壳结构纳米粉体.将粉体预压成块,分别在1 100℃、1 300℃和1 500℃下进行了不同时间的烧结测试及在1 100～1 500℃烧结6 h以考察温度对其抗烧结性能的影响.采用扫描电镜、透射电镜、能谱仪分析了材料的形貌和成分,并测试了试样的密度和显微硬度.结果表明,La_2Ce_2O_7内核具有立方结构或八面体结构外形,粒径约200 nm. La_2Zr_2O_7壳层为非晶体,形成了包覆效果良好的La_2Ce_2O_7@La_2Zr_2O_7核壳结构.等温烧结时,核壳结构的密度变化率保持在2.1%以内,远低于La_2Ce_2O_7和La_2Zr_2O_7,孔隙和晶粒尺寸分布均匀,无裂纹和烧结现象出现.当烧结温度在1 300℃以内时,核壳结构组织均匀,多孔,密度变化率稳定在10.6%以内,晶粒尺寸约维持在450nm,晶粒长大速率与La_2Zr_2O_7接近,抗烧结性能良好;当烧结温度高于1 300℃时,核壳结构孔隙增大且晶粒迅速长大,致密化加快,晶粒长大速率也变快,与La_2Ce_2O_7接近,出现明显烧结现象;其显微硬度稍高于La_2Ce_2O_7,而远低于La_2Zr_2O_7.     

CaCu3Ti4O12陶瓷显微结构及介电性能

采用固相法制备CaCu3Ti4O12陶瓷,并对其烧结温度、晶相结构、致密化过程、显微结构及介电性能与频率的关系进行了研究。研究发现,不同烧结温度下,1000℃制备的CaCu3Ti4O12陶瓷为立方钙钛矿结构且结晶完好,晶格常数为7.394?。CaCu3Ti4O12陶瓷具有良好的显微形貌,结构致密,平均晶粒尺寸在3-5μm。CaCu3Ti4O12陶瓷在10kHz处的介电常量高达7200,介电损耗约为0.06。     

杂化非本征铁电体Ca_3Ti_2O_7陶瓷的溶胶-凝胶法制备

采用溶胶-凝胶反应法合成Ca_3Ti_2O_7陶瓷,并系统地研究了制备过程中烧结温度、烧结时间和干凝胶预处理温度等工艺参数对陶瓷物相的影响。X射线衍射测试结果显示,Ca_3Ti_2O_7陶瓷的干凝胶转变温度不会明显影响合成陶瓷的物相纯度;烧结温度和烧结时间是合成陶瓷物相的决定性因素,当烧结温度范围介于1 420～1 440℃之间,烧结时长为30～40 h时,能得到纯度最佳的Ca_3Ti_2O_7陶瓷。     

K0.5Bi4.5-xEuxTi4O15高温铋层状压电陶瓷光电性能研究

铋层状压电陶瓷具有较高的居里温度和良好的热稳定性,被广泛应用于高温、高频电子领域.本文采用传统固相合成法制备了K_(0.5)Bi_(4.5-x)Eu_xTi_4O_(15)高温铋层状无铅压电陶瓷,并详细研究了Eu3+掺杂对K_(0.5)Bi_(4.5-x)Eu_xTi_4O_(15)材料的结构与光电性能的影响.研究结果表明稀土Eu3+掺杂对K_(0.5)Bi_(4.5-x)Eu_xTi_4O_(15)陶瓷的相结构的影响不大:陶瓷均为均一致密的片层状结构.Eu3+掺杂一定程度上促进材料电性能的提高,当x=0.004时,陶瓷综合性能最佳:居里温度Tc=540℃、介电损耗tanδ=0.80%、压电系数d33=19pC/N及剩余极化强度2Pr=9.8μC/cm2.此外,掺杂后的陶瓷样品获得了光致发光性能,在526nm的蓝光激发下,样品呈现出明亮的橙红光.