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.     

钒掺杂SrBi_4Ti_4O_(15)拉曼光谱和X射线光电子能谱研究

适量的钒掺杂,大大增加了SrBi4Ti4O15(SBTi)铁电材料的剩余极化2Pr,并改善了材料的耐压性能.SBTi拉曼模的位置,基本不受V掺杂的影响,但对应Ti O6氧八面体的拉曼模在掺杂明显宽化,这与V5 取代进入Ti O6中的Ti4 后,材料局部无序性增大,应力增加有关.X射线光电子能谱表明,不同掺杂量样品的Bi4f和Ti2p的结合能未有明显变化,这与B位高价掺杂减少氧空位的特殊机制有关.材料的2Pr增加,是高价阳离子掺杂导致材料中氧空位浓度的减少,局部无序性的增加共同作用的结果.     

多层晶粒生长法制备织构化CaBi_4Ti_4O_(15)压电陶瓷

采用新型的丝网印刷晶粒定向技术,以Bi2O3,CaCO3和Ti O2纳米粉体为原料,无需模板晶种直接制备出高度织构化的CaBi4Ti4O15陶瓷.系统研究了烧结温度、时间、升温速度以及原料粉体颗粒度对晶粒定向的影响,在1000～1180℃范围内烧结4h后获得高达94.1%的晶粒取向度.利用XRD和SEM等手段探讨了丝网印刷工艺的晶粒定向生长机理,认为丝网印刷可获得极薄的颗粒层,层间存在间隙,各层内的颗粒由于在平行界面方向生长不受限制,使其该界面方向的晶粒尺寸大于其它方向,从而最终得到晶粒高度定向的陶瓷.     

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.     

非晶态Fe_(13.3)Ni_(69.6)Si_(0.9)B_(16.2)合金的Cross-Over效应

本文研究了非晶态Fe_(13.3)Ni_(69.6)Si_(0.9)B_(16.2)合金的居里温度Tc的Cross-Over现象。在宏观态的总动力学是由具有不同驰豫时间常数的微观态动力学的变化的叠加的假定前题下,可用来说明该现象的变化行为。由实验数据得出v_0=10~(12)s~(-1)是合理的参数值,并且Cross-Over效应与微观态的初始值紧密相关。     

Bi含量对SrBi4Ti4O15铁电材料性能的影响

~~Bi含量对SrBi_4Ti_4O_(15)铁电材料性能的影响@朱骏$扬州大学物理科学与技术学院!江苏扬州,225002 @毛翔宇$扬州大学物理科学与技术学院!江苏扬州,225002 @卢网平$扬州大学物理科学与技术学院!江苏扬州,225002 @惠荣$扬州大学物理科学与技术学院!江苏扬州,225002 @陆文峰$扬州大学物理科学与技术学院!江苏扬州,225002 @陈小兵$扬州大学物理科学与技术学院!江苏扬州,225002~~~~~~~~     

电化学技术制备Ba_xCa_(1-x)MoO_4(0≤x≤1)固溶体陶瓷厚膜

作者采用恒电流技术,室温条件下直接在金属钼片上制备了白钨矿结构的BaxCa1-xMoO4固溶体厚膜和BaMoO4单组分厚膜,采用X射线衍射、扫描电子显微镜等手段对薄膜进行了分析表征,详细研究了溶液成分对BaxCa1-xMoO4厚膜的形貌及其晶格常数的影响.分析结果显示所制的BaxCa1-xMoO4(0≤x≤1)固溶体陶瓷厚膜为四方晶系的单相膜,粒径随Ca2 /Ba2 的增大而增大,形貌也逐渐由CaMoO4逐渐过渡到BaMoO4,溶液中Ba2 含量为0.2(阳离子原子百分比)时,膜的形貌为呈明显的四方锥体,晶格结构为BaMoO4结构.溶液中BaxCa1-xMoO4厚膜的生长先是Ca原子掺入到BaMoO4中,晶格结构接近BaMoO4的晶格结构.分析晶胞参数表明,Ca2 并不是随机取代Ba2 ,而是沿c轴优先取代Ba2 .     

成型工艺对xPMS-(1-x)PZN陶瓷性能的影响

采用sol-gel方法预合成钙钛矿结构的PZT,采用固相法预合成MnSb2O6,然后用制得的PZT和MnSb2O6为原料,利用干压法和粉末电磁成型法成型,合成xPMnS-(1-x)PZN压电陶瓷,探讨了成型工艺对材料结构与性能的影响.结果表明粉末电磁压制法成型的样品致密度均达到了95%以上,性能均高于干压法制备的材料,当x=0.55时综合性能可达到最佳,分别为kp=0.46,Qm=391,tanδ=0.54%,ε3T3/ε0=1739,d33=347pC/N.     

Bi含量对SrBi4Ti4O15铁电材料性能的影响

按n(Sr)n(Bi)n(Ti)为14(1+x)4(x=-0.05,0,0.05,0.10,0.15,0.20)配料,采用固相烧结工艺,制备了不同Bi含量SrBi4Ti4O15的陶瓷样品.用X射线衍射对样品的微结构进行了分析,并测量了其铁电、介电性能.结果发现x=0.05,0.10的样品形成单一的SrBi4Ti4O15相.x=0.05时,材料具有较好的铁电与介电性能剩余极化强度2Pr=2.86×10-9C@m-2,矫顽电场强度Ec=8.65×106V@m-1,介电性能在频率f=1 kHz～4 MHz范围内变化不大,f=1 MHz时,介电常数εr=425.     

Fe掺杂对BiTaO_4陶瓷样品介电和铁电特性的影响

为探究Fe掺杂对BiTaO4陶瓷样品介电特性和铁电特性的影响,采用传统固相烧结法制备了Bi Ta1-xFexO4-x(x=0,0.01,0.03)陶瓷样品,利用X线衍射仪和扫描电子显微镜对样品的晶体结构和表面形貌进行分析,利用精密阻抗分析仪和铁电分析仪对样品的介电性能和铁电性能进行检测.结果表明:Fe掺杂没有明显改变样品的晶体结构;随着Fe掺杂量的增加,样品的介电常数表现出较好的稳定性,介电损耗略有减小,且基本保持在tanδ=0.05以下,其漏电流先增大后减小,且掺杂样品均可得到比较完整的电滞回线.     

(Na_(0.4875)K_(0.4875)Li_(0.025))Nb_(0.83-x)Sb_xTa_(0.17)O_3陶瓷的制备及性能

利用传统工艺制备了(Na_(0.487 5)K_(0.487 5)Li_(0.025)Nb_(0.83-x)Sb_xTa_(0.17)O_3无铅压电陶瓷.研究了在Ta定量的情况下,Sb取代对陶瓷的热学性质、结构、介电性能及铁电性能的影响.实验结果表明,陶瓷粉料在650℃左右合成反应基本完成,得到了较适宜的烧结温度;所制备的陶瓷均为单一的钙钛矿结构;样品的居里点(T_c)、正交-四方相变温度(T_(T-O))均随Sb含量的增加而降低;Sb~(5+)的适量加入,能够降低矫顽场E_c,当x=0.07时,剩余极化出现最高值P_(?)=15.4μC/cm~2.     

Ca2+含量对(Na0.5Bi0.5)1-xCaxBi4Ti4O15层状压电陶瓷的居里温度和性能的影响

采用传统固相法制备铋层状(Na0.5Bi0.5)1-xCaxBi4Ti4O15(NCBT)压电陶瓷,其中x=0.1、0.2、0.3和0.4。利用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、同步热分析仪(STA)、阻抗分析仪等对陶瓷的结构和性能进行表征,分析不同Ca2+含量对NCBT压电陶瓷的居里温度和压电性能的影响。结果表明:在x=0.3条件下制备的NCBT陶瓷性能最佳,压电常数(d33)为17.7 pC/N,介电常数(εr)和介电损耗(tanδ)分别为163.8和0.28%(频率1 kHz),居里温度(Tc)为647.6℃。     

铋层状结构压电材料的掺杂改性研究

作者以CaBi4Ti4O15为研究对象,通过对A位选择Nd3 部分替代Bi3 或者Ca2 ,以及用V5 和W6 取代部分B位的Ti4 的掺杂改性,研究了不同掺杂元素及掺杂位置对材料结构和性能的影响.结果表明,A位和B位均能通过提高剩余极化和降低矫顽场,来改善陶瓷的压电性能;A位比B位有更高的掺杂固溶量,可获得更好的铁电和压电性能,剩余极化2Pr高达20.4μC/cm,压电常数d33高达20pC/N.     

Nd掺杂对Bi_5FeTi_3O_(15)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。     

Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)薄膜的取向生长及其铁电介电特性研究

用sol-gel工艺直接在Pt/Ti/Si O2/Si衬底上制备出了a轴择优取向(α(100)=62%)和高c轴取向(α(100)=96%)的Bi3.15Nd0.85Ti3O12(BNdT)薄膜.发现BNdT薄膜的铁电介电性能强烈依赖于晶粒取向.a轴择优取向BNdT薄膜的2Pr和εr值最高,分别为65μC/cm2和343(100kHz处);随机取向薄膜的2Pr和εr值为34μC/cm2和331;而高c轴取向薄膜的2Pr和εr值最低,分别为23μC/cm2和218.上述结果表明,BNdT的自发极化矢量靠近a轴.纯a轴取向BNdT薄膜的2Pr值可估算为84μC/cm2.     

钨青铜型Ca_(0.28)Ba_(0.72)Nb_2O_6单晶的正常弛豫铁电相转变研究

研究了大块Ca0.28Ba0.72Nb2O6(CBN-28)单晶沿[001]方向的铁电介电性能.结果表明,CBN-28单晶的自发极化、剩余极化和矫顽场分别为35.3μC/cm2,32.2μC/cm2和38.1kV/cm.在室温下频率f=10kHz时,介电常数(εr=195,介电损耗tgδ=0.32.变温的介电谱显示该单晶在252℃附近发生了正常铁电体向弛豫铁电体的转变.低频时在325℃～500℃范围内出现了具有弛豫特征的介电反常.120℃附近有一由氧空位的迁移引起的介电弛豫损耗峰,由此计算得激活能为1.19eV.通过阻抗谱计算,在500℃～560℃范围内的电导激活能为1.33eV.     

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%.     

(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.     

L_nC_(01-x)C_(ux)O_(3-б)(L_n=L_a,P_r,E_u)的结构及电学性能

本文用高温固态反应法合成了L_nC_(01-x)C_(ux)O_3(L_n=L_u,E_u,P_r,x=0.0～0.5)等一系列ABO_3型钙钛矿化合物,并用x-射线衍射测试了样品结构,C_u的掺杂量易受A位稀土离子的L_n系收缩的影响。C_u的掺入不改变母体结构。在x=0.3时L_nC_(01-x)C_(ux)O_(3-v)室温电阻达到量低。