Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3-Li_2O陶瓷的结构、性能及其在偏置电场下的极化响应

采用柠檬酸盐法制备名义组成为Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3+x%Li_2O(x=0、0.2、0.4、0.6、0.8)的陶瓷材料,研究在低温烧结条件下Li_2O含量对所制陶瓷材料的结构和介电性能的影响,并分析在偏置电场下所制陶瓷材料的介电响应及其内部极化行为。结果表明,室温下Li_2O固溶进入Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3晶格后,引起钙钛矿结构晶体的(200)晶面衍射峰的偏移和材料铁电-顺电相变温度的降低;处于顺电相的陶瓷材料中存在极性微区(PNRs),其对材料的非线性介电性能产生一定的贡献;添加较低含量的Li_2O(w(Li_2O)≤0.6%),陶瓷材料的PNRs尺寸和极化强度变化不明显,而Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3+0.8%Li_2O的PNRs尺寸和极化强度发生了明显的变化。     

(Na_(0.5)Bi_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)Ti_(1-x)Zr_xO_3(x=0-0.05)压电陶瓷的制备及其电学性能研究

采用固相合成法制备了(Na_(0.5)Bi_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)Ti_(1-x)Zr_xO_3(x=0-0.05)压电陶瓷,通过XRD、SEM和电学性能测试方法研究了不同含量ZrO_2对陶瓷样品结构和性能的影响.XRD分析发现,ZrO_2的掺杂没有改变陶瓷的钙钛矿结构,但Zr元素的掺杂使得晶胞参数减小;SEM图片显示,随着ZrO_2的加入,样品平均晶粒尺寸减小,且晶粒尺寸分布更加均匀;ZrO_2的加入显著影响了样品的电学性能,随着ZrO_2的加入,室温剩余极化强度(P_r)、矫顽场(E_c)和压电常数(d_(33))都先增加后减小,当x=0.01时P_r和E_c分别达到最大值35.7μC/cm~2和4.72kV/mm,当x=0.03时d_(33)达到最大值144pC/N;随着ZrO_2的加入,陶瓷样品常温介电常数增大,退极化温度T_d逐渐下降,且各样品都具有典型的弛豫特性.     

Er3+掺杂0.5Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-0.5(Ba0.7Ca0.3)TiO3压电陶瓷的性能研究

采用传统固相烧结方法制备了Er~(3+)掺杂0.5Ba(Ti_(0.8)Zr_(0.2))O_3-0.5(Ba_(0.7)Ca_(0.3))TiO_3无铅压电陶瓷.考察了不同浓度Er~(3+)离子掺杂对其晶体结构和上转化发光性能的影响.XRD实验结果表明制备出的陶瓷样品均为纯的钙钛矿结构,且形成三方相和四方相的准同型相界.在980 nm波长激发下,陶瓷显现出明显的上转化发光性能,有3个明显的Er~(3+)特征峰,分别位于528,550 nm处绿光发射和661 nm处红光发射;当Er~(3+)掺杂量x=0.015 mol时,上转换发光性能达到最佳.该材料属于一种光-电多功能材料,即既具有上转换发光性能又具有铁电/压电性能.稀土掺杂0.5Ba(Ti_(0.8)Zr_(0.2))O_3-0.5(Ba_(0.7)Ca_(0.3))TiO_3固溶体的发光性能可以通过电场来调控.     

Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)阴极材料制备与性能表征

凝胶浇注法制备了阴极材料Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ),并对Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)材料的性能进行分析。制备的Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)为钙钛矿相,其颗粒粒度小,并且尺寸均匀。将粉末在1000℃下烧结,所得烧结体的孔隙率为29.86%。在500~800℃温度范围内测试,测试温度升高,电导率降低,在500℃时电导率最大为38.2 S/cm。阴极Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)与电解质Sm_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9)做成阴极对称单电池,在800℃时测得欧姆阻抗和界面阻抗分别为1.92Ω·cm~(-2)和0.17Ω·cm~(-2),阴极BSCF与电解质SDC的化学相容性好。     

草酸盐共沉淀工艺制备La_x Zn_x Ba_(1-x)Fe_(12-x)O_(19)铁氧体

采用草酸盐化学共沉淀工艺制备了 La_x Zn_x Ba_(1-x)Fe_(12-x)O_(19)磁铅石型铁氧体,研究了烧结过程的相变与磁性,主要结论如下:1) 当 La 的置换量小于0.8时,基本上可以形成 FeC_2O_4·2H_2O 为基的(La,Ba,Zn,Fe)草酸盐固溶体。2)La_x Zn_x Ba_(1-x)Fe_(12-x)O_(19)相的生成温度随 x 值的增加(x(?)0.8)而升高。3)La_x Zn_x Ba_(1-x)Fe_(12-x)O_(19)的室温比磁化强度随 x 值的增加(x(?)0.8)而增大,居里温度随 x 值的增加而降低。     

La_(0.8)Sr_(0.2)Mn_(0.98-x)Fe_xCo_(0.02)O_3微波吸收特性研究

用溶胶-凝胶法制备La_(0.8)Sr_(0.2)Mn_(0.98-x)Fe_xCo_(0.02)O_3(x=0.08、0.10、0.12、0.14)晶粉,用场发射扫描电子显微镜和XRD表征其微观形貌和晶体结构,用微波网络矢量分析仪测量样品在2~18 GHz频率范围内的复介电常数和复磁导率,根据测量数据计算微波反射率与频率的关系曲线.研究结果表明:900℃煅烧3 h的La_(0.8)Sr_(0.2)Mn_(0.98-x)Fe_xCo_(0.02)O_3粉晶平均粒径约100 nm,晶体结构为钙钛矿型;在测试范围内,样品都有一个吸收峰,峰高及频率位置随x不同而异;厚度2 mm,x=0.08、0.10、0.14,大于10dB的吸收带宽达到4 GHz以上,样品既有介电损耗又有磁损耗,但介电损耗要大于磁损耗.     

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。     

(1-x)Bi_(0.5)(Na_(0.8)K_(0.2))_(0.5)TiO_3-x(Bi_(0.1)La_(0.9))FeO_3无铅压电陶瓷的微结构与电学性能的研究

采用传统固相法制备了新型(1-x)B i0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3-x(B i0.1La0.9)FeO3无铅压电陶瓷,利用XRD、SEM等测试技术表征了该陶瓷的晶体结构、表面形貌、压电和介电性能.研究结果表明,在所研究的组成范围内陶瓷材料均能形成纯的钙钛矿固溶体.压电性能随x的增加先增加后减少,在x=0.005时压电常数及机电耦合系数达到最大值(d33=149pC/N,kp=0.270).     

Nd掺杂Bi4Ti3O12-SrBi4Ti4O15陶瓷的电性能

Nd等价取代Bi_4Ti_3O_(12)-SrBi_4Ti_4O_(15)的A位,形成SrBi_(8-x)Nd_xTi_7O_(27)(x=0.00～1.50)共生陶瓷.结果表明:Nd掺杂未改变晶体的共生结构,样品剩余极化(2P_r)在掺杂量x=0.50时取得极大值,为32.3×10~(-2) C·m~(-2),比未掺杂时增加了70%,而矫顽场则从未掺杂时的90.5×10~5 V·m~(-1)上升为103×10~5 V·m~(-1).Nd掺杂使得样品的居里温度(t_C)有所下降,x=0.50时的t_C为538℃.掺杂使得样品的压电性能明显改善,压电系数d_(33)从未掺杂时的6 pC·N~(-1)增加到x=0.50时的11 pC·N~(-1).     

高极化相Pb(Zr_(0.2)Ti_(0.8))O_3薄膜及其铁电性能增强

利用脉冲激光沉积方法在(001)取向SrTiO_3(STO)衬底上制备高质量Pb(Zr_(0.2)Ti_(0.8))O_3外延薄膜.使用高分辨X射线衍射仪、扫描探针显微镜以及铁电测试系统对薄膜结构、形貌、铁电特性进行系统测试分析.结果表明当激光能量密度超过临界值(≈5 J/cm~2)后,Pb(Zr_(0.2)Ti_(0.8))O_3薄膜由普通四方相结构(T phase,c/a≈1.05)转变为高极化相(HT Phase,c/a≈1.09).相比于普通四方相(T Phase),高极化相(HT Phase)结构Pb(Zr_(0.2)Ti_(0.8))O_3薄膜铁电剩余极化大小提高接近20%.     

Ba_(1-x)Ce_(2x/3)TiO_3纳米管的制备及其铁电性能

为研究钛酸铈钡(Ba_(1-x)Ce_(2x/3)TiO_3)纳米管的制备及其铁电性能,以阳极氧化法合成所得TiO_2纳米管为模板,采用水热反应法制备Ba_(1-x)Ce_(2x/3)TiO_3纳米管,分析水热反应温度和Ce(NO3)3浓度对Ba_(1-x)Ce_(2x/3)TiO_3纳米管形貌、结构和铁电性能的影响.利用扫描电子显微镜和X线衍射仪对Ba_(1-x)Ce_(2x/3)TiO_3样品的形貌和结构进行表征,利用铁电分析仪对Ba_(1-x)Ce_(2x/3)TiO_3的铁电性能进行测试.实验结果表明:提高Ce(NO_3)_3的浓度和水热反应温度有利于TiO_2纳米管向Ba_(1-x)Ce_(2x/3)TiO_3纳米管的转变,提高Ba_(1-x)Ce_(2x/3)TiO_3样品的结晶度和铁电性能.在Ce(NO_3)_3浓度为0.010 mol/L、水热反应温度为200℃时,Ba_(1-x)Ce_(2x/3)TiO_3纳米管的剩余极化强度P_r达到最大,为0.69μC/cm~2,矫顽场为17.85 kV/cm.     

Nb掺杂SrBi_4Ti_4O_(15)陶瓷的铁电介电性能

用传统的固相烧结工艺,制备了铌掺杂SrBi_4Ti_4O_(15)(SBTi)铁电陶瓷SrBi4-x/3Ti4-xNbxO15(SBTN-x),Nb掺杂量x=0.00,0.003,0.012,0.03和0.06.X射线衍射的结果表明,所有样品均为单一的层状钙钛矿结构相,Nb掺杂未改变SBTi的晶体结构.铁电测量结果表明,Nb掺杂使SBTi的铁电性能得到较大改善.随掺杂量x的增加,样品的剩余极化(2Pr)呈现出先增大,后减小的规律.在x=0.03时,2Pr达到最大值24.7μC/cm2,而SrBi4Ti4O15的2Pr仅为15.8μC/cm2,掺杂使2Pr提高近60%.同时,样品的矫顽场几乎不随掺杂量的改变而变化.掺杂后,样品的居里温度变化很小,表明Nb对SrBi_4Ti_4O_(15)的B位掺杂基本未影响材料的热稳定性能.     

水热法制备Ba_(1-x)La_(2x/3)TiO_3纳米管及其铁电性能研究

为探究Ba_(1-x)La_(2x/3)TiO_3纳米管的微结构和铁电性能,采用阳极氧化法生成TiO_2纳米管,并以TiO_2纳米管为模板采用水热合成法制备Ba_(1-x)La_(2x/3)TiO_3纳米管,利用扫描电子显微镜(SEM)、X线衍射仪(XRD)和铁电分析仪对不同硝酸镧浓度和水热反应温度下所得Ba_(1-x)La_(2x/3)TiO_3纳米管状阵列的微观结构和铁电性能进行测试分析.结果表明:增大硝酸镧浓度和提高水热反应温度均有利于TiO_2纳米管向Ba_(1-x)La_(2x/3)TiO_3纳米管的转变,并提高其结晶度,在240℃水热温度下制备所得Ba_(1-x)La_(2x/3)TiO_3纳米管的表面形貌最好.铁电分析仪测得Ba_(1-x)La_(2x/3)TiO_3纳米管的P-E曲线具有良好的滞后性,表明样品具有优良的铁电性能,说明增加硝酸镧的浓度和升高水热温度均有助于提高Ba_(1-x)La_(2x/3)TiO_3纳米管的剩余极化强度(Pr)和矫顽场(Ec),水热温度为240℃、硝酸镧浓度为0.01 mol/L条件下制备所得Ba_(1-x)La_(2x/3)TiO_3纳米管的剩余极化强度Pr达到1.32 C/cm2,矫顽场Ec可达3.37 k V/cm.     

极化工艺对压电储能Ba_(0.96)Sr_(0.04)TiO_3陶瓷铁电性和场致应变的影响机制

通过Pechini溶胶-凝胶法与传统固相烧结工艺分别制备Ba_(0.96)Sr_(0.04)TiO_3(BST)粉体和陶瓷.BST陶瓷在不同电压和温度的硅油浴中极化处理,随后采用电场20kV/cm、周期1000ms的测试条件,对陶瓷的铁电、储能性能和场致应变进行了测试.在极化温度100℃附近,BST陶瓷出现铁电相向反铁电相转变的现象,并表现出最佳铁电性与场致应变.当极化电压为4kV时,BST陶瓷具有最优异的铁电与储能特性,即:Ps=10.95μC/cm~3、Ec=2.30kV/cm、Pr=2.43μC/cm~3、Jr=0.06J/cm~3和η=52.6%.结果表明,极化工艺的改进,能有效提升BST陶瓷材料在传感器与制动器等电子器件的工作效率和扩大应用范围.     

Sm_(1+x)Ba_(2-x)Cu_3O_y固溶体

用X射线衍射及氧含量分析法测定了Sm_(1+x)Ba_(2-x)Cu_3O_y固溶区域为0≤x≤0.4。当x<0.25时,Sm_(1+x)Ba_(2-x)Cu_3O_y属正交晶系;x=0.25时,发生从正交到四方的相变;在整个固溶区域内,T_c随x的增加而下降,直至淬灭。同时探讨了Sm_(1+x)Ba_(2-x)Cu_3O_y化合物在不同的淬火温度、氧含量与晶体结构、超导电性的关系。     

SmBaCo_(2-x)Ni_xO_(5+δ)阴极材料的性能

采用甘氨酸-硝酸盐(GNP)法制备中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)阴极材料SmBaCo_(2-x)Ni_xO_(5+δ)(SBCNO-x)(x=0、0.2、0.4、0.6和0.8),研究Ni元素的掺入对阴极物相组成、形貌、电性能、电化学性能和热膨胀性能的影响。结果表明:SBCNO-x最佳Ni掺量为x=0.2,煅烧温度为950℃,此时在750℃测得的界面极化电阻为0.221Ω·cm~2。掺杂Ni元素也适当降低了阴极材料的热膨胀系数。环境中的氧分压对于混合导体材料的电学性能有着较为显著的影响。     

La_(1-x)Bi_xOX体系(X=F、C1、Br、I)及Tb~(3+)在其中的发光

本文利用La_2O_3和Bi_2O_3(含铽样品加Tb_4O_7)与NH_4X及KX之间的高温固相反应制备了La_(1-x)Bi_xOX,La_(1-x)Bi_xOX:Tb(X=F, Cl, Br, I)的试样。用品格参数法确定了LaOX-BiOX体系固相线下的相关系;LaOF-BiOF,LaOCl-BiOCl,LaOI-BiOI是无限互溶的二元固溶体体系,LaOBr-BiOBr为有限互溶的二元固溶体体系。测定了试样在阴极射线,x射线下的发光性能。La_(1-x)Bi_xOX的发射光谱为两个宽带,在x=0.05～0.10时发光强度最大。La_(1-x)Bi_xOX:Tb的发射光谱为Tb~(3+)的发射光谱,发光强度在X=0.01或X<0.01时最大。初步探讨了在La_(1-x)Bi_xOX:Tb中Bi~(3+)对Tb~(3+)发光的敏化与猝灭作用.     

Cd含量对Zn_(1-x)Cd_xO薄膜的结构、光学和电学性能的影响

利用直流反应磁控溅射的方法和后退火技术在石英衬底上制备不同Cd含量的Zn_(1-x)Cd_xO(0≤x≤1)薄膜.利用XRD、XPS、TEM、Absorption及Hall等详细地对薄膜的结构、光学及电学性能进行了研究.研究发现:当x=0~0.2时,Zn_(1-x)Cd_xO薄膜为沿(002)方向择优生长的六角相结构;当x=0.5时,合金薄膜出现了六角相和立方相共存现象;当x≥0.8时,合金薄膜为沿(200)方向择优生长的立方相结构.结构为六角相时,合金薄膜的带隙从x=0时的3.25 e V减小到x=0.2时的2.75 e V;结构为立方相时,薄膜的带隙从x=0.8时的2.52 e V减小到x=1时的2.42 e V,带隙的变化很小.另外,霍尔测量结果表明,Cd含量对Zn_(1-x)Cd_xO薄膜的电学性质影响很大.     

PLD法制备0-3型xNZF-(1-x)BTO多铁复合薄膜及其极化行为研究（英文）

在采用传统固相烧结工艺制备0-3型x Ni_(0.7)Zn_(0.3)Fe_2O_4-(1-x)BaTiO_3(x=0.00,0.15,0.30,0.45)多铁复合陶瓷靶材和采用PLD技术探索纯相BaTiO_3薄膜溅射工艺的基础上,本文在不同激光能量条件下分别在Pt(111)/Ti/SiO_2/Si、0.5%铌掺杂的钛酸锶(STO:0.5%Nb)和钌酸锶(SRO)衬底上制备了相应配比的0-3型xNi_(0.7)Zn_(0.3)Fe_2O_4-(1-x)BaTiO_3(x=0.15,0.3,0.45)复合薄膜。然后详细研究了这些复合薄膜的极化行为和影响因素,以期获得更优化的PLD工艺参数。     

Nd_xBi_(2-x)Ti_4O_(11)体系的喇曼光谱及软模行为的研究

本文合成出了系列样品Nd_xBi_(2-x)Ti_4O_(11),得到了它们在常温常压下的溂曼光谱。实验结果表明,体系在x=0.3和1.2处经历了两次相变。且第一次相变与最低频声子模随Nd~(3+)的浓度x“软化”有关。