镧掺杂对0.7BiFeO3-0.3BaTiO3微观结构和性能的影响

在已有的对0.7BiFeO3-0.3BaTiO3固溶体研究的基础上,对其进行A位替代研究。采用传统陶瓷工艺制备了0.7B iFeO3-0.3BaTiO3-xmol%La2O3二元系固溶体,其中x=0.6,0.8,1.0,1.2。所有陶瓷样品具有稳定的单一钙钛矿结构,随着镧掺杂量的增加,陶瓷晶粒逐渐减小,居里温度逐渐降低,陶瓷样品的矫顽场逐渐降低,介电损耗逐渐变小。     

Nd掺杂对Bi5FeTi3O15陶瓷结构和铁电性能的影响

用溶胶-凝胶工艺分别制备了Bi5FeTi3O15和NdBi4FeTi3O15铁电陶瓷。X射线衍射结果显示,Nd3+掺杂后Bi5FeTi3O15陶瓷衍射峰均向高角度方向有微小移动,晶格常数变小,晶体结构由正交结构转变为四方结构。铁电测试表明,Nd3+掺杂后NdBi4FeTi3O15陶瓷的剩余极化值比纯Bi5FeTi3O15陶瓷的大;分析发现,用Nd3+替代部分Bi3+后,降低了NdBi4FeTi3O15陶瓷的漏电流,提高了其剩余极化强度。     

Gd掺杂对0.7BiFeO_3-0.3BaTiO_3固溶体的结构和性能的影响

采用固相法合成了0.7BiFeO3-0.3BaTiO3-xmolGd2O3固溶体(x=0,0.003,0.006,0.009,0.012).XRD测试结果显示:0.7BiFeO3-0.3BaTiO3在室温下是赝立方相,Gd2O3的掺入抑制了四方相的形成,随着Gd3+掺入量的增加,样品结构从赝立方相向三方相转变.介电性能测试表明:较高频率下,相对于其它样品,掺杂量为0.009和0.012的样品的介电性能明显提高;介电损耗随掺杂量增加明显增大.同时相关测试结果显示:Gd掺杂使样品的介温曲线变平缓,尤以掺杂量为0.009样品最为明显,其介电损耗曲线变化亦较缓慢,表明该样品介电性能的稳定性有较大提高.     

Gd掺杂对BiFeO3薄膜电性能的影响

采用溶胶-凝胶方法在FTO／glass底电极上制备了Gd掺杂BiFeO3薄膜。研究了Gd掺杂对BiFeO3薄膜的晶体结构、铁电性能和漏电流的影响．XRD测试表明薄膜获得良好的结晶。铁电性的测试表明,通过CA掺杂,使薄膜的铁电性得到了增强,剩余极化强度由50．1uC／cm^2增加到89．6uC／cm^2．     

掺杂稀土元素对BaTiO3系统介电性能的影响

研究了稀土氧化物Sm2O3及Gd2O3的掺杂对细晶BaTiO3系统介电性能的影响。稀土添加剂Sm2O3的掺杂可以形成化学均匀性系统，对居里峰有明显的改善作用；Gd2O3的掺杂可以形成化学非均匀性系统即壳—芯结构，这可以使细晶BaTiO3系统获得理想的介电性能，满足X7R特性。     

退火气氛对BiFeO3薄膜电性能的影响

采用溶胶-凝胶法在氟掺杂SnO2/glass(FTO/glass)衬底上制备BiFeO3 (BFO)薄膜,薄膜的退火气氛分别是空气、氧气、氮气,退火温度为500℃.XRD衍射图样表明BiFeO3薄膜结晶充分,没有杂相.剖面扫描电镜测试结果表明薄膜的厚度为600 nm.铁电性测试表明在空气中退火的BiFeO3薄膜能够观察...     

BiFeO3薄膜的sol-gel制备及其铁电性能研究

采用sol-gel方法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)衬底上制备出了(100)择优取向的BiFeO3薄膜.XRD研究表明,600～650℃退火的薄膜结晶较好.AFM形貌显示,650℃退火的薄膜中等轴状晶粒大小均匀(直径100～150nm),薄膜较为致密.电学性能测量结果表明,650℃退火、厚度为840nm的薄膜的2Pr值为2.8mC/cm2;在50kV/cm外加电场下,漏电流为2.7×10-5 A/cm2.电流-电压特性显示,在欧姆区之上,薄膜的主要导电机制为波尔-弗兰克尔发射导电.     

Mn掺杂对BaTiO3体系介电性能的影响

采用氧化物混合方法制备以BaTiO3为基础的X7R陶瓷材料。研究了添加剂Mn的添加量对体系介电性能的影响，并对微观结构进行分析。Mn的加入起到了助熔剂的作用，提高陶瓷的介电常数。Mn离子在2＋和3＋之间变价，可以减少缺陷的数量，因而减小tanδ，满足EIAX7R标准的要求。实验表明，添加0．046wt％MnCO3的BaTiO3体系，具有最优的介电性能。其主要工艺条件和性能参数为：烧结温度1240℃保温6h，在1kHz下ε≈5800，tanδ≤1．5％，介电常数温度变化率-15％〈△ε／ε〈15％，绝缘电阻率：ρv≥1×10^12Ω．cm。     

Nd掺杂BiFeO3多铁陶瓷的磁电性能

采用快速液相烧结工艺制备出Bi1-xNdxFeO3(BNFO-x,x=0.00～0.20)多铁陶瓷样品,研究了掺杂对BiFeO3微观结构和铁电、磁电及介电性能的影响.X射线衍射谱显示样品BiFeO3的相均已形成,且在掺杂量x=0.10附近出现结构相变.掺杂后样品的剩余磁化(2Mr)和剩余极化(2Pr)都有一定程度的提高,以铁电性能改善最为明显.当掺杂量x=0.10时,样品的耐压性能最好,可观察到完全饱和的电滞回线,且剩余极化达到最大值, 2Pr=0.494 C·m-2,比未掺杂时提高了117.6%. 随着Nd的掺杂,样品介电常数随温度变化的关系曲线在尼尔温度之前179℃附近多出一个介电峰,但是在BiFeO3样品中并未发现该介电峰.     

TiO2过渡层对BiFeO3薄膜微结构和铁电磁性质的影响

研究了TiO2过渡层对BiFeO3薄膜微结构和铁电磁性质的影响.采用溶胶-凝胶法分别在Si（100）和Pt（111）/Ti/SiO2/Si（100）衬底上制备了BiFeO3薄膜.通过加入约10 nm厚度的TiO2过渡层,在两种衬底上均制备出了纯相BiFeO3薄膜,而未加过渡层的薄膜均有杂相存在.与未加TiO2过渡层相比较,BiFeO3/TiO2薄膜表面颗粒大小更加均匀、致密、平整.在室温10kHz下沉积在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上的薄膜的损耗从0.094下降到0.028;而薄膜的介电常数变化不大,分别为177和161.在室温下同时测得了薄膜的电滞回线和磁滞回线.BiFeO3/TiO2薄膜的饱和磁化强度为16.8 emu/cm3,在600kV/cm电场下,剩余极化强度为9.8μC/cm2.研究表明,TiO2过渡层能够有效地抑制Bi FeO3薄膜杂相的生成,提高薄膜的表面平整度以及耐压性.     

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．     

La3+、Nd3+掺杂的TiO2纳米薄膜的制备及其光催化降解硝基苯的研究

以钛酸四丁酯为前驱物,无水乙醇为溶剂,盐酸为抑制剂,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米光催化薄膜。为了提高TiO2薄膜的光催化活性,根据稀土离子特殊的电子层结构,对其进行了稀土离子的掺杂改性。通过薄膜样品的表面形貌测定和光催化降解实验,探讨了稀土离子掺杂的规律。实验结果表明：经过稀土离子掺杂的薄膜光催化活性有显著提高,La^3＋掺杂摩尔分数为0．5％时性能最好,Nd^3＋掺杂摩尔分数为0．35％时性能最好。     

制备方法对稀土Gd掺杂SnO2/Sb电催化电极性能的影响

分别采用浸渍法、 溶胶-凝胶法, SnCl₄·5H₂O, Sb ₂O₃ Gd(NO₃)₃为 原料, 制备了稀土Gd掺杂SnO₂/Sb涂层电催化电极. 以苯酚为目标有机物, 考 察了电极的电催化氧化性能, 初步探讨了电极结构与电催化特性之间的关系. 采用SEM, XRD, XPS和EDX等手段对不同方法制备电极的表面形貌、 晶体结构、 电极表面涂层的 元素化学结合态及元素组成进行了表征与分析. 结果表明, 溶胶-凝胶法制备的电极为纳 米涂层电极, 表面裂纹较少, 晶体发育完全, 有利于SnO₂, Gd₂ O₃和 吸附氧的表面聚集, 进而提高了电催化电极的性能.     

铅欠缺对PZN基陶瓷相组成和介电性能的影响

研究了初始粉体中的氧化铅欠缺对PZN基预烧粉体和无铅气氛烧结的陶瓷的相组成和介电性能的影响。研究发现：任何微量的铅欠缺都会使预烧粉体和陶瓷中产生焦绿石相，而且随着氧化铅欠缺量的增加预烧粉体和陶瓷中的钙钛矿相含量逐渐地下降。随着铅欠缺量的增加，PZN基陶瓷的介电常数大幅度地增加，但是铅欠缺对介电损耗影响很小。介电常数的增加主要是由于“有效有序微区”尺寸的增大和晶界间过量氧化铅层的消除。     

Ca~(2+)掺杂对BiFeO_3薄膜结构及光学特性的影响

采用溶胶凝胶法制备Bi1-xCaxFeO3前驱体溶液,利用旋涂的方法在ITO导电玻璃上制备Bi1-xCaxFeO3薄膜样品.用X-射线衍射仪、分光光度计分别对薄膜样品的晶体结构、透射光谱进行测量并利用透射光谱计算出材料的能带带隙.结果表明:所有Bi1-xCaxFeO3样品的主衍射峰与BiFeO3相吻合,具有较好的结晶度和良好的晶体结构,随着Ca2+掺杂量的增加,使BiFeO3样品的主衍射峰(104)与(110)逐渐成为单相峰(110),当Ca2+掺杂量大于0.05时,样品由斜六面体转变为正方晶系.所有样品在430nm~600nm区间形成陡峭的线性吸收边,随着Ca2+掺杂量的增加,吸收峰会发生红移.Ca2+掺杂能提高BiFeO3薄膜在可见光的吸收率.Ca2+掺杂导致BiFeO3薄膜带隙降低的主要原因是样品中的缺陷的数量、表面粗糙度及晶格结构共同作用的结果.     

掺钕PLZT电光陶瓷的光辐射特性

研究了掺钕锆钛酸铅(PLZT)电光陶瓷的光学特性,利用Judd-O fe lt(J-O)理论计算该材料的强度参量:Ω2=0.7747×1-0 20cm2,Ω4=0.9856×1-0 20cm2,Ω6=0.9264×1-0 20cm2,并用强度参量计算了4F3/2亚稳态的辐射寿命(394μs)、受激发射截面iσj、荧光分支比,测量了4F3/2亚稳态的荧光寿命(168μs)并计算了该能级的荧光量子效率.同时还研究了该材料在803 nm激发下的上转换荧光特性.分析表明掺钕PLZT电光陶瓷在多功能器件、集成光学等方面有潜在的应用价值.     

用电纺法制备的BiFeO_3纳米纤维及其结构和形态研究

本实验以硝酸铋和硝酸铁为原料,由溶胶凝胶法制得纯相BiFeO3(BFO)溶胶,再利用电纺方法将溶胶成功制备成为纳米纤维.X射线衍射(XRD)结果表明样品为纯相BFO,结晶性能良好.SEM观察结果表明:电纺法制备BFO纳米纤维的最佳条件为溶胶-凝胶法制备的BFO前驱体溶液与等体积的0.6 g/mL PVP乙醇溶液混合后的溶液浓度,电压值采用25 kV.在最佳条件下电纺得到的纳米纤维连续、光滑、直径均匀,无珠状物和粘连现象出现,纤维直径退火前为1.1～1.3 um,退火后为333～434 nm.     

新铁电陶瓷材料PZT热物理性能和相变的研究

采用日本制造的闪光法TLP－18型仪器和线差法的TMA－30型仪器分别测试了PZT（51／49）铁电陶瓷的导温系数和热膨胀系数,并研究了温度,相变,极化处理和晶轴对其物理性能的影响,结果表明,在相变发生时,热物理性能产生了突变;导温系数随着温度而增大,而热膨胀系数却随着温度升高而减小,这为铁电陶瓷材料的相变研究提供了重要的理论依据。