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.     

Y2O3掺杂对钛酸锶钡基陶瓷结构及介电性能的影响

采用固相反应方法制备出（1-x）Ba 0.2Sr0.8Ti0.98Zn0.04O3＋xY2O3（x=0,0.02,0.025,0.03）陶瓷材料,并研究Y2O3掺杂对BST-Zn陶瓷样品结构和介电性能的影响,得到以下结论：（1）一定量的Y2O3掺杂,可使BST-Zn陶瓷的晶胞体积增大,晶粒尺寸减小;（2）频率为10Hz时,当掺入2%Y 2 O 3时,ε＆#39;最大值可达到885,此时介电损耗为0.024;（3）Y 2 O 3掺入使得低温的弥散相变转化向极化玻璃化转变,并在250K和350K附近出现新的弛豫过程.     

Sm2O3、ZnO共掺杂Ba0.2Sr0.8TiO3陶瓷的制备及性能研究

采用固相反应法制备了ZnO、Sm2O3共掺杂Ba0.2Sn.8TiO3陶瓷样品,利用X射线衍射方法及介电谱测量方法对样品的结构和介电性能进行了测量分析,结果表明:(1)Zn2+与Sm3+进入Ba0.2Sr08TiO3晶格内,与之形成ABO3钙钛矿型固溶体;(2)介电常数弥散的P过程和弛豫的D过程随着Sm2O3含量的增大均被压低展宽,D的弛豫过程逐渐明显,在Sr2O3为0.06mol时为Debye型弛豫过程;(3) Sm2O3的掺入可降低B a0.2Sr0.8TiO3+ZnO陶瓷介电常数,增大损耗,Sm2O3为0.05mol时是样品的一个过渡组分.     

质量比为0．2％ZnO掺杂Ba0．2Sr0．8TiO3与Ba0．2Sr0．8TiO3陶瓷的结构和变温变频复介电常数的对比测量分析

采用固相反应方法合成了（1-x％）Ba0.2Sr0.8TiO3＋x％ZnO（x=0,0．2）陶瓷材料,并分别用x射线衍射和变温变频介电谱方法,对它们的结构和复介电常数进行了对比测量分析．结果表明,质量比为0．2％ZnO的掺杂：（1）对样品的室温晶系类型没有影响,仍然为立方晶系,晶格常数仅仅减小了0．18％;（2）弥散铁电相变的相变温度由未掺杂的136K向高温移动至140K;（3）低温铁电相的复介电常数的实部ε′减小而虚部ε”增加,高温顺电相的ε’和ε″几乎不变;（4）样品中弥散铁电相变过程的ε″与测量频率f几乎无关;（5）样品中出现在高温区的离子扩散过程向低温移动．     

A_2Bi_4Ti_5O_(18)(A=Ca,Sr,Ba)陶瓷铁电介电性能的研究

用传统的固相烧结工艺制备了Sr2-xCaxBi4Ti5O18(x=0～2.0),Sr2Bi4Ti5O18和Sr2-xBaxBi4Ti5O18(x=0～2.0)陶瓷样品.掺杂Ca使晶格常数变小,而Ba占据A位使晶格常数变大.Sr2Bi4Ti5O18具有良好的铁电性能,其剩余极化值(2Pr)约为20.3μC/cm2,小量掺杂Ca可小幅度地提高样品的铁电性能,但Ca完全取代Sr后使样品的铁电性能消失.Sr2-xBaxBi4Ti5O18样品的2Pr随着x的增大而减小,BaBi4Ti5O18样品2Pr在常温下仅为0.3μC/cm2.Sr2-xCaxBi4Ti5O18的相变温度(Tc)随着x的增大而升高,Sr2-xBaxBi4Ti5O18的Tc随着x的增大,先出现了下降后上升的变化过程,Sr1.25Ba0.75Bi4Ti5O18样品的介电结果表现出典型弛豫特征.     

钨青铜陶瓷Sr_(0.5)Ba_(0.5)N_2O_6的制备结构与介电性能研究

采用固相反应法合成Sr0.5Ba0.5Nb2O6陶瓷,并对其结构、介电性能进行表征.研究结果表明,Sr0.5Ba0.5Nb2O6陶瓷为四方钨青铜结构单相,其在100℃附近存在一个明显的弥散介电峰,峰值随测试频率增加而减小,为典型的弛豫铁电相变.室温时,10kHz频率下,其介电常数约为450,介电损耗为0.121.     

钨青铜陶瓷Sr0.5Ba0.5Nb2O6的制备结构与介电性能研究

采用固相反应法合成Sr0.5Ba0.5Nb2O6陶瓷,并对其结构、介电性能进行表征.研究结果表明,Sr0.5Ba0.5Nb2O6陶瓷为四方钨青铜结构单相,其在100℃附近存在一个明显的弥散介电峰,峰值随测试频率增加而减小,为典型的弛豫铁电相变.室温时,10kHz频率下,其介电常数约为450,介电损耗为0.121.     

B位复合离子取代对Na1/2Bi1/2TiO3无铅压电陶瓷介电特性的影响

采用传统陶瓷制备方法,制备无铅新压电陶瓷材料(1-x)Na1/2Bi1/2TiO3-xNa1/2Bi1/2(Sb1/2Nb1/2)O3.利用X射线衍射,精密阻抗分析仪研究Na1/2Bi1/2TiO3陶瓷B位复合离子(Sb1/2Nb1/2)4+取代对晶体结构、弥散相变与介电弛豫行为的影响,并根据宏畴-微畴转变理论探讨该体系陶瓷产生介电弛豫的机理.研究结果表明,在所研究的组成范围内,陶瓷材料均能够形成纯钙钛矿固溶体.该体系陶瓷具有2个介电反常峰tf和tm,表现出与典型弛豫铁电体明显不同的弛豫行为,掺杂量低的陶瓷仅在低温介电反常峰tf附近表现出明显的频率依赖性,而掺杂量高的陶瓷材料在室温和tf之间都表现出明显的频率依赖性.     

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.     

水热合成Ba（ZrxTi1-x）O3的介电性能研究

在140℃加热14h的水热方法制备出Ba（ZrxTi1-x）O3（x=0，0.1％，0.2％，0.5％）粉体。研究了1200℃到1280℃的烧结效果。XRD物相分析证明其结构为单一钙钛矿相，在水热法合成过程中，引入Na^＋离子，使晶格半径减小。SEM结果显示，在1250℃烧结得到的陶瓷晶粒生长较好，结构致密，晶粒分布均匀。与固相反应法相比，水热法能够有效地降低烧结温度，合成的陶瓷密度可达92.4％。介电测量表明，作为矿化剂的Na^＋部分取代Ba^2＋，会导致Ba（ZrxTi1-x）O3样品的介电峰明显宽化。实验观察到样品在40℃时出现了明显的损耗峰，可能是钠离子替代钡离子并产生氧空位所致。介电常数随Zr掺杂量的增多呈上升趋势，居里点温度随Zr掺杂量的增多向低温方向偏移。     

锆钛酸钡陶瓷的制备与介电性能研究

采用传统电子陶瓷工艺,制备了Ba(ZrxTi1-x)O3(BZT,x=0.20,0.25,0.30)铁电陶瓷,研究了不同Zr含量对陶瓷微观结构、介电性能和介电可调度的影响.结果表明,不同频率下陶瓷样品的介电温谱显示Ba(ZrxTi1-x)O3材料具有弥散相变的特征,当x=0.3时,已成为典型的弛豫型铁电体;温度为193～323 K时,材料的介电可调度测量表明所有样品介电可调度均在10%以上,且在铁电态和居里温区附近介电可调度明显高于顺电态.从铁电畴、极性纳米微区的角度出发对实验结果进行了解释.发现室温(300 K)时样品x=0.25的介电可调度可达49.5%,优化因子为49.11(1.5 kV/mm,10 kHz).     

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.     

B_2O_3掺杂对Pb_(0.925)Ba_(0.075)Nb_2O_6压电陶瓷结构和电学性能的影响

采用传统的电子陶瓷制备方法,以氧化硼(B2O3)为掺杂剂,制备了Pb0.925Ba0.075Nb2O6-0.5wt.%TiO2-xwt.%B2O3(PBNT-xB)(x=0、0.02、0.04、0.06、0.08)压电陶瓷。详细研究了B3+离子掺杂对偏铌酸铅(PbNb2O6)基陶瓷的晶格结构、显微结构、介电及压电性能的影响。结果表明,适量B2O3有助于提高陶瓷的致密度,陶瓷的晶粒尺寸和晶格参数随着B2O3掺杂量的不同而改变。B2O3的掺杂量为x=0.04且在1 260℃烧结的陶瓷表现出优异的介电及压电性能。     

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).     

LuFeO_3陶瓷的掺杂改性研究

采用传统的固相烧结工艺,制备了不同Bi掺杂量的LuFeO3陶瓷样品,并对样品的结构,磁性能和介电性能进行了相关研究。研究结果表明:A位的Bi掺杂有助于改善LuFeO3陶瓷的磁性能;同时对Bi掺杂LuFeO3陶瓷的温度介电谱的研究发现其表现为典型的介电弛豫行为,通过介电损耗弛豫峰激活能的拟合研究了介电弛豫形成的机制。     

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.     

CeO_2掺杂对Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3-MgO结构及介电性能的影响

在Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)与质量分数为56%MgO混合的基础上,进行了CeO2掺杂的系统研究.结果表明,随着CeO2掺入量的增加,Ba0.6Sr0.4TiO3-MgO(BSTM)陶瓷晶粒尺寸减小.X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜(electron microscope,SEM)和能谱分析(energydispersion X-ray,EDX)表明,复合陶瓷由Ba0.6Sr0.4TiO3和MgO两相组成,没有杂相出现.随着CeO2含量增加,复合陶瓷样品的居里温度点向低温方向偏移,介电常数、介电损耗、介电可调度也相应发生变化,样品的K值呈现出先增加到最大值,随后逐渐减小的趋势.CeO2含量为0.2%的样品具有较好的介电性能.     

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．     

掺杂Ca^2＋和Mg^2＋对SBN陶瓷介电性能的影响

以分析纯的碳酸锶、碳酸钡、碳酸钙、氧化镁和五氧化二铌为原料,采用固相法制备掺杂Ca(Mg)的Sr0.5Ba0.5Nb2O6陶瓷材料.采用X射线衍射仪、扫描电镜和阻抗分析仪,研究掺杂样品的相组成、微观组织和介电性能.研究结果表明,Ca2+掺杂量≤0.23 mol时,Ca2+取代钨青铜结构中A位的Sr2+和Ba2+,随Ca掺杂量的增加,SBN晶格常数逐渐减小.介电温谱曲线显示:在150℃和330℃处出现介电双峰;当Ca2+掺杂量≥0.28 mol时,出现第二相CaNb2O6,此时对应(Sr,Ba,Ca)Nb2O6的介电峰逐渐消失.Mg掺杂的所有陶瓷样品,XRD谱呈现SBN50与MgNb2O6两相共存的情形.在150℃和310℃处同样出现介电双峰,随着Mg掺杂量增加,介电峰为1个单峰,并移向低温.     

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．