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.     

氢致PZT-5H铁电陶瓷导电性变化

通过实验和第一性原理计算的方法研究了氢致PZT-5H铁电陶瓷导电性变化的规律和机理. 随着充H含量的增加,PZT-5H陶瓷的电阻率逐渐降低,当陶瓷中总H的质量分数为11.2×10-6时电阻率降至1.51×109Ω·cm,介于半导体和绝缘体之间. 随着H含量进一步升高,霍尔效应表明PZT-5H陶瓷变成n型半导体. 第一性原理计算表明,当进入Pb(Zr0.5-Ti0.5)O3晶格的H质量分数等于临界值(96×10-6)时,[Pb(Zr0.5Ti0.5)O3]32H系统变成了半导体;随着H含量的升高,态密度图向低能方向平移,[Pb(Zr0.5Ti0.5)O3]nH系统变成了导体.     

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.     

0.94(Bi0.5Na0.5)TiO3-0.06Ba(Zr0.25Ti0.75)O3陶瓷的制备、表征与热释电性能

以BaCO3、Na2CO3、TiO2、ZrO2和Bi2O3为原料,通过固相反应法合成了铁电粉末材料0.96(Bi0.5Na0.5)TiO3-0.04Ba(Zr,Ti)O3(BNT-BZT),采用常压烧结法制备了BNT-BZT陶瓷片.考察压力和烧结温度对陶瓷致密性的影响,并对BNT-BZT粉末和陶瓷片的结构、形貌和成分进...     

(1-x)PST-xPZT弛豫铁电陶瓷的介电与压电性能研究

以普通氧化物烧结方法(一步法)和先驱体法(两步法),在1200℃～1350℃的温度下,制备了(1-x)Pb(Sc0.5Ta0.5)O3-xPb(Zr0.52Ti0.48)O3(以下简称PSTZT)弛豫铁电陶瓷.实验发现在所有掺杂成分中,各种烧结温度都得到了钙钛矿含量很高(几乎100%)的PSTZT陶瓷样品.SEM分析表明,PSTZT陶瓷晶体颗粒饱满、晶界明显,形状比较有规则;从介电性能和压电性能分析可以看出,两种工艺制备的PSTZT陶瓷样品的电学性能没有明显的区别.     

(1-x)Pb(Sc_(0.5)Ta_(0.5))O_3-xPbTiO_3弛豫铁电陶瓷介电和压电性能的研究

采用氧化物混合烧结法,在烧结温度为1250℃的条件下,制备了(1-x)Pb(Sc0.5Ta0.5)O3-xPbTi O3弛豫铁电陶瓷,并对其压电性能和介电性能进行了研究.发现在x=0.45时,(1-x)Pb(Sc0.5Ta0.5)O3-xPbTi O3弛豫铁电陶瓷体系具有较好的压电性能和介电性能,实验结果表明该体系的准同型相界应该在x=0.45附近.     

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).     

0.85PZN-0.10BT-0.05PT陶瓷烧结工艺及性能

采用二次合成法制备了 0 .85Pb(Zn1/3Nb2 /3) O3 0 .1 0 Ba Ti O3 0 .0 5Pb Ti O3弛豫铁电陶瓷 ,探讨了烧结温度对陶瓷相结构和晶粒的影响 ,优化了烧结工艺 ,并在此基础上研究了陶瓷的介电性能和电致伸缩性能。结果表明 ,陶瓷中钙钛矿相的含量随烧结温度的升高而不断增加 ,而升高预烧温度对提高钙钛矿相的结构稳定性不利。优化烧结工艺后 ,获得了 1 0 0 %钙钛矿相的陶瓷 ,其峰值介电常数为 60 67,在电场为 2 0 0 0 V/ mm时电致应变可达 5.5× 1 0 -4 。     

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.     

锆钛酸钡基陶瓷的制备及性能研究

目的 制备BaZr0.1 Ti0.9 O3基陶瓷.方法 采用溶胶-凝胶法制备BaZr0.1 Ti0.9 O3基陶瓷.利用XRD,TEM和SEM等表征分析了样品的物相及微观形貌,并研究了BaZr0.1 Ti0.9 O3基陶瓷在不同烧结温度下的介电性能.结果 BaZr0.1 Ti0.9 O3基陶瓷的最佳烧结温度为1280℃,此时陶瓷的致密性较好,结晶度高且晶界明显,测试温度在20℃附近且频率为1 k H z时介电常数达到最大为22100,介电损耗较小约为0.0058.结论 不同烧结温度下的BaZr0.1 Ti0.9 O3基陶瓷样品均为单一的四方相钙钛矿结构,样品的平均粒径和最大介电常数随着烧结温度的逐渐升高而呈现出增大的趋势.     

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_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%.     

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.     

BaTiO_3基抗还原陶瓷材料的研究

研究了 Ba Ti O3基抗还原陶瓷材料的结构和介电性质 ,讨论了 Zr O2 、Mn O和 BT系中摩尔比 m对瓷料抗还原性能和介电性能的影响 .通过调整上述参量并加入适量的添加剂 ,获得了在氮气中烧成并符合 F组性能要求的 Ba Ti O3基抗还原陶瓷材料     

铁电畴的扫描探针声学显微术

一种新的表征技术——扫描探针声学显微成像技术(Scanning Probe Acooustic Mi-croscopy)已在我们实验室建立起来,可以用它来直接观察PMN-PT弛豫铁电单晶、透明PLZT陶瓷、无铅Bi4(Ti,Nb)3O12陶瓷等材料的纳米极性微区和弹性作用区,并显示了在低频工作状态下可以达到10nm的分辨率.     

PZT铁电陶瓷的低频内耗研究

用传统的固态反应法制备了Pb(Zr0.52Ti0.48)O3铁电陶瓷,在低频扭摆上采用强迫振动的方式,在0.05～4Hz的频率范围内测量了PZT铁电陶瓷的内耗温度特征.在室温至350℃的内耗-温度曲线上,290℃和150℃附近分别出现两个弛豫型内耗峰P1和P2,并且在50℃附近观察到一个较低的内耗峰.根据Arrhenius关系,分别计算得到P1的激活能E1=2.09eV,τ01=3×10-20s,P2的激活能E2=1.04eV,ι02=8×10-14s,并且分析了P1和P2内耗峰的机制.     

钡离子A位固溶PMN基多晶体的弛豫特性

研究了钡离子 A 位固溶铌镁酸铝(PMN)基多晶体的弛豫特性及其表征方法。实验发现,钡离子的 A 位固溶,增强丁 Pb(Mg,Nb,zr,Ti)O_3(简称 PMNZT)多晶体的相变弛豫程度,提高了介电系数温度稳定性。对于 PMNZT-BT 多晶体,随着 PT/PZ 摩尔数的增加,材料弛豫程度减小。结果表明,Pb(Mg,Nb,zr,Ti)O_3-BT 的介电系数温度关系不同程度地偏离“二次方律:(1/K-1/K_m)=(T-Tecav)~2/2δ~2,而服从经验规律:“(1/K-1/K_n)=C~(-1) (T-TC(?)~γ”。随着钡离子 A 位固溶量的增加,材料弛豫程度越来越大,介电系数温度关系偏离“二次方律”的程度越来越小,临界指数 y 越来越接近于2。与△T_(?)一样,γ值可用于表征材料的相变弛豫程度及介电系数温度稳定性。     

等静压和温度作用下Pb(Zr,Sn,Ti)O3陶瓷的介电性能研究

对反铁电-铁电相界附近的Nb掺杂Pb(Zr,Sn,Ti)O3陶瓷，采用2GPa等静压装置测试了其在不同等静压力下的介电温度性能，分析了各种介电异常，发现了精细的相变特性，指出随着温度升高，在较低的等静压范围内发生反铁电-铁电-顺电相变，而在较高的等静压范围内发生反铁电-顺电相变，其中，铁电相分为微弱频率弥散的弛豫型铁电相和正常铁电相两个不同的介电性能区域，最后，得到了该组分材料的温度-等静压相图。     

铁电体电畴转动的电极化过程

本文提出了铁电体电矩转动振动和伸縮振动的运动方程,由方程解出单畴铁电体的电极化率χ_(?)(ω)和χ_(?)(ω),据此討論了铁电体的谐振型和弛豫型的介电色散和吸收。由电晶各向異性埸的考虑,论証了钙钛矿型铁电材料的介电常数与材料晶相的关系。將这一理论应用到Pb(Zr,Ti)O_2系铁电陶瓷中去,成功地解釋了一系列重要的实驗現象。