掺铌BaTiO3纳米粉体的溶胶 凝胶自蔓延法制备及其介电性能

采用溶胶凝胶自蔓延法制备了掺铌BaTiO3基纳米粉体及其陶瓷通过X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)和场发射扫描电镜(ESEMFEG)对粉体及其陶瓷进行了表征,并测试了陶瓷的介电性能,研究了掺铌量对粉体及陶瓷的相组成、微观形貌以及对陶瓷介电性能的影响结果表明：溶胶凝胶自蔓延法可以得到均匀的掺铌BaTiO3基纳米粉体铌掺杂BaTiO3基纳米粉体由立方相BaTiO3组成,当掺铌摩尔分数ω≥50%时,出现了杂相Ba6Ti17O40烧结后陶瓷由立方相BaTiO3转变为四方相掺Nb后陶瓷介温谱ε T曲线趋于平缓,当掺铌摩尔分数ω=10%时,陶瓷介电常数达到5 539,介电损耗为0008     

溶胶-凝胶法制备无铅纳米BaTiO3基PTC陶瓷粉体的研究

为获得具有良好PTC效应的陶瓷元件,采用复合掺杂,通过柠檬酸盐溶胶-凝胶法及二步合成法,经低温煅烧干凝胶制备无铅BaTiO3基PTC粉体.制得的粉体晶粒小、分散性好、低团聚,达纳米级.并通过TG-DTA、XRD、SEM和TEM等测试手段对其性能做了进一步研究.     

γ-Y2Si2O7陶瓷材料介电性能研究

以溶胶-凝胶法制备的纳米SiO2颗粒和微米Y2O3为原料,在高能行星磨上球磨混合粉末(摩尔比2:1),冷压成型后烧结,制备出纯相γ-Y2Si2O7.借助X射线衍射、扫描电镜、能谱等方法研究了该材料的低温烧结行为.结果表明,该材料能够在1350℃下低温烧结出纯相γ-Y2Si2O7.用谐振腔法在X波段测试了γ-Y2Si2O7的介电性能.结果表明,该材料具有良好、稳定的介电性能.     

Pb掺杂纳米ZnO压敏电阻器

本文对掺铅ZnO(Bi2O3,Co2O3,MnO2,SnO2)系压敏电阻的烧结特性及电性能进行研究,以无机可溶性盐为原料通过简单的化学共沉淀法制取了颗粒细微、均匀的掺铅ZnO压敏陶瓷粉料.将共沉淀复合粉体进行差热和热重分析后,选定复合粉体的烧结温度为600℃.ZnO压敏电阻器的烧结温度为950℃.研究表明当铅的含量从0.5%增加到2.0%时,击穿电压从799.3 V/mm减小到688.1 V/mm.随着铅含量的增加,ZnO晶粒尺寸长大是击穿电压减小的主要原因.当Pb的物质的量分数为0.8%时,压敏电阻器的非线性系数达到α=35.2.     

溶胶凝胶-水热法制备柱状纳米羟基磷灰石

以P2O5,Ca（NO3）2·4H2O为原料,无水乙醇为溶剂,通过调节pH值控制凝胶的形成,利用溶胶-凝胶/水热法制备纳米羟基磷灰石（HAP）.通过XRD、FTIR、SEM等检测手段,对凝胶燃烧产物和经水热处理后的粉体相组成、形貌进行分析,并在此基础上分析HAP晶体形成的原因.结果表明：利用溶胶-凝胶经低温燃烧/水热后形成主晶相为纳米级的柱状HAP晶体（100×1800 nm）.     

溶胶-凝胶法制备纳米Cr_2O_3粉体的性能研究

通过添加分散剂利用溶胶-凝胶法,以Cr(NO3)3.9H2O、C2H5OH、CO(NH2)2和NH3.H2O为原料制备纳米Cr2O3粉体。为找到最佳成胶条件,实验分析了尿素与铬离子的物质的量比、氨水加入量、溶胶形成时间和凝胶形成时间的变化规律;探讨了焙烧反应温度和时间等因素对氧化铬粒度及收率的影响;运用TG-DTA、XRD、SEM及BET等技术手段对Cr2O3纳米粉体性能及结构进行了表征。实验结果表明:该法工艺简单,制备出的纳米Cr2O3粉体产物纯度高,分布均匀,平均粒径20～30 nm。     

掺镧改性钛酸钡湿敏陶瓷传感元件的纳米组装与表征

室温条件下,掺镧钛酸钡多晶陶瓷传感元件电阻随着湿度的增加而下降三个数量级(相对湿度变化范围33-94%).采用溶胶-凝胶工艺,以醋酸镧、醋酸钡及钛酸丁酯为起始物,湿凝胶经50℃干燥制得干凝胶,部分干凝胶在800℃/2h的焙烧条件下制备纳米多晶粉体,另一部分干凝胶经研细过筛之后,埋渗电极和等静压成型为素坯,在1350-1400℃/1h的条件下烧结而成为陶瓷,再经封装和老化即组装成为陶瓷元件.元件的湿敏特性则采用RLC-直流电桥阻抗仪加以测试,其阻-湿线性相关系数r=0.9931,灵敏度S=R33%RH/R94%RH≥103.文中利用多种手段对干凝胶原粉、掺镧多晶粉体以及陶瓷进行了结构表征.FT-IRR R干凝胶含羟基,说明凝胶前驱体发生了水解反应.XRD证明掺镧多晶粉体及陶瓷具有四方晶相结构,原始晶粒尺寸为纳米级且随焙烧温度增高而变大(13.6-37.3nm).SEM对粉体及陶瓷的外观形貌进行了观察表明粉体原始晶粒发生了团聚作用,形成了不同形貌的团聚颗粒,团粒疏松而多孔.团粒的尺寸属于微米级(1-10μm);多晶陶瓷的晶粒外观呈四方晶相,尺寸分布比较均匀,平均约0.8μm,具有清晰的晶界和空隙.     

溶胶-凝胶自燃烧法合成负热膨胀ZrW_2O_8粉体

以溶胶-凝胶自燃烧法合成负热膨胀材料ZrW_2O_8,以X射线粉末衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)对ZrW_2O_8粉体进行物相分析和形貌观测.研究了前驱体pH,W~(6+)与Zr~(4+)的比例对煅烧产物物相组成的影响,从而发现溶胶-凝胶自燃烧法制备ZrW_2O_8的最佳参数应该为W~(6+)与Zr~(4+)的摩尔比为1∶0.51,前驱体pH值为4.     

溶胶-凝胶法制备0．85Pb（Mg1／3Nb2／3）O3—0．15PbTiO3铁电陶瓷及其性能研究

以无机盐和氧化物为原料,柠檬酸和乙二胺四乙酸（EDTA）为复合螯合剂,乙二醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了0．85Pb（Mg1／3Nb2／3）O3-0．15PbTiO3（PMN—PT）铁电陶瓷粉体及其烧结体．并通过XRD和SEM分析了PMN—PT钙钛矿相的形成和烧结体的显微结构．讨论了不同烧结温度对陶瓷显微结构、介电、铁电及压电性能的影响．结果表明采用溶胶-凝胶法制备的PMN-PT陶瓷适宜烧结温度为1100℃,比常规固相合成法制备PMN—PT陶瓷的温度低100～200℃,且该条件下烧结的陶瓷性能优异：d33=252pC／N,Pr=17．8μC／cm2．     

Y2O3:Eu3+红色荧光粉的制备及其发光性质研究

采用固相法、溶胶凝胶法、共沉淀法和水热法4种实验方法,分别制得Y2O3:Eu3+红色荧光粉,并对所制得的样品进行了XRD、SEM以及荧光光谱等表征.结果表明：所制得的Y2O3:Eu3+样品均为纯的立方晶相;都能够被256 nm的紫外光激发,在612 nm处发出强烈的红色荧光,对应于Eu3+ 的5D0→7F2电偶极跃迁,当检测波长为612 nm时,4种实验方法制得的荧光粉体均在256 nm附近出现较明显的激发峰,该处的激发峰对应于从O2-的2p轨道到Eu3+的4f轨道的电荷转移跃迁.且3种湿化学方法（溶胶凝胶法、共沉淀法和水热法）的发光强度强于固相法.     

Ce掺杂对BaTiO3陶瓷微观结构的影响

采用溶胶-凝胶法制备了稀土元素Ce掺杂的BaTi1-xCexO3（x=0.001,0.002,0.005,0.01）陶瓷.研究了Ce掺杂对BaTi1-xCexO3物相结构、晶粒生长和微观结构的影响.结果表明BaTi11-xCexO3为单一钙钛矿结构,随Ce掺杂量增加,晶格参数c/a逐渐减小;在烧结过程中,Ce掺杂可以抑制晶粒生长,有效的控制晶粒尺寸;陶瓷密度随Ce掺杂量增加而逐渐增大,最高可达理论密度的94.1%.     

无铅压电陶瓷（Sr2-xCax）2Bi4Ti5O18制备及其压电性能研究

采用固相合成法制备了铋层状无铅压电陶瓷Sr2-xCaxBi4Ti5O18（SCBT）（0≤x≤0.2）.利用XRD对900℃合成出的粉体进行了表征,结果显示粉体相结构是Aurivillius结构相.通过SEM形貌分析可以看出1160℃保温2h烧结出的陶瓷为片状结构.研究结果表明SCBT陶瓷的居里温度、矫顽场随钙含量的增加而增加.     

用非线性映照及逆映照法设计制备LaxBa1-xTiO3纳米晶的工艺参数

利用溶胶-凝胶法合成钡钛镧前驱体,经干燥、焙烧等工艺制备了一系列镧掺杂钛酸钡纳米多晶粉体,并通过XRD确定原始晶粒尺寸。利用非线性映照以原始晶粒尺寸作为目标值对样本进行分类,并在分类图上进行逆映照,以对工艺参数进行设计。按设计结果进行验证实验,制备出了预期结果的镧掺杂钛酸钡纳米多晶材料。     

Sb对Li掺杂的KNN无铅压电陶瓷性质的影响

采用传统工艺制备了无铅压电陶瓷（Na0.5K0.45Li0.05）SbxNb1-xO3,研究了Sb掺杂对其压电、铁电、介电等性质的影响．实验结果表明,样品的居里点（Tc）、正交一四方相变温度（TT-O）均随Sb含量的增加而降低,掺杂7mol％Sb时,样品的居里点从454℃降至345℃,no从100℃降至室温以下．Sb5＋的引入限制了晶粒的生长,但提高了样品的致密度,从而提高了样品的压电、铁电性能．组分为（Na0.5K0.45Li0.05）Sb0.05Nb0.95O3的样品具有较为优异的性能：d33=241pC／N,Qm=50,kp=38．3％,d31=-83pC／N,g31=-0．08Vm／N,Pr=17μC／cm2,同时,该组分样品表现最“软”,具有相对最高的弹性柔顺常数SE11=14．2．     

ZnO纳米线的自催化生长、微结构和荧光特性

采用高温碳还原ZnO粉末获得了大量直径约为40 nm的ZnO纳米线.通过X射线衍射、光电子能谱、扫描电镜、透射电镜对其微结构特征进行了深入的研究.结果表明ZnO纳米线的生长机理不同于传统的气-固(Vapor-Solid,VS)生长模式,是典型的自催化气-液-固(Vapor-Liquid-Solid,VLS)生长模式,且反应过程中最初形成的液态纳米颗粒在ZnO纳米线的生长过程中起催化剂作用.荧光光谱表明ZnO纳米线中氧空位缺陷密度大,因而具有强可见光发射.     

钛酸铅及钛酸钡的电子结构和铁电相变的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论研究了钛酸铅和钛酸钡的晶格振动性质和电子结构。结果表明立方相钛酸铅和钛酸钡的铁电不稳定性来源于Ti3d和O2p之间的轨道相互作用。钛酸铅和钛酸钡的铁电相变序的差异来自于两者不同的四方应变。在钛酸铅中,Pb6s轨道与O2p轨道形成有效的共价键,导致较大的四方应变,并使其四方相铁电不稳定性消失;而钛酸钡中Ba主要以离子形式存在,其四方相四方应变较小,其四方相仍可以发生低温铁电相变。     

双层KNN基陶瓷的制备和性能研究

利用传统的固相反应法制备了单层和双层KNN基无铅压电陶瓷．用X射线衍射和扫描电子显微镜研究了样品的相结构和晶粒分布．研究结果表明,双层陶瓷的两种组元在界面处匹配完好．与单层陶瓷相比,由于双层陶瓷中两种成分高温下在界面处相互扩散乖渗透,因此双层陶瓷表现出较高的致密度,较大的压电常数和剩余极化强度．该制备方法对于进一步提高KNN基陶瓷的压电性能具有重要意义．     

机械化学方法进行钇掺杂Zn4 Sb3的相组成和相变

通过机械化学方法制备了Zn4Sb3和钇掺杂的Zn4Sb3试样.试样的相组成和相变过程分别采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)和差示扫描量热(DSC)方法进行研究.扫描电镜结果显示,颗粒大小随钇掺杂量增加而减少,直到(Zn1-xYx)4Sb3中钇的摩尔分数达到x=0.02.X射线衍射结果表明,当x=0.02时Zn4Sb3的百分含量达到最大.DSC结果表明,钇掺杂以后的试样球磨相同的12 h,相变温度从820 K变化到825 K,最大峰值减小.     

氧化铝陶瓷／金刚石膜复合材料的表征及介电性质研究

采用ＭＰＣＶＤ和ＨＦＣＶＤ在氧化铝陶瓷基片上沉积金刚石薄膜,用抛电镜,Ｘ躬一衍射和Ｒａｍａｎ散射分析表征了沉积膜的质量,并测这和分析了氧化铝／铝金刚石膜复合材料的介电性质。