高介电陶瓷CaCu3Ti4O12的制备及性能研究

对CaCu3Ti4O12陶瓷的制备及性能进行了研究,X射线衍射分析结果表明:将混和、研磨好的粉料在900℃和950℃预烧后获得了CaCu3Ti4O12单相粉料.通过合成过程的成分变化,对CaCu3Ti4O12陶瓷粉末的具体合成过程作出了表述.将预烧后的粉末压制成型,在不同的温度下烧结,介电测试结果表明,1 075℃烧结的CaCu3Ti4O12多晶陶瓷的相对介电常数最高,最高值可达1.23×105;1 060℃烧结的CaCu3Ti4O12多晶陶瓷的介电损耗最小,最小值为0.076.从SEM照片可以看出,1 060℃烧结的陶瓷晶粒均匀细小,粒度不超过5μm,致密性良好;1 075℃烧结的陶瓷呈现大块粘连状态,只在少数区域看到平均粒径超过10 μm的晶粒群.可见CaCu3Ti4O12陶瓷的介电性能与晶粒尺寸有着很大的关系.     

TiO2掺杂ZnO压敏陶瓷的晶粒生长研究

应用晶粒生长动力学唯象理论研究了TiO2对ZnO压敏陶瓷的晶粒生长规律的影响,应用晶粒生长动力学方程确定了晶粒生长动力学指数和激活能,探讨了TiO2掺杂对ZnO压敏陶瓷晶粒生长的作用机理.实验结果表明对于TiO2掺杂ZnO压敏陶瓷,当烧结温度低于l050℃时,其动力学指数n=3,激活能为300±25kJ/mol,此时晶粒生长的速度控制机理是ZnO在Bi4Ti3O12液相中的扩散.而当烧结温度大于1100℃时,其动力学指数n=6,激活能为360±29kJ/mol.这是由于Zn2TiO4尖晶石颗粒钉扎在ZnO压敏瓷的晶粒边界,通过颗粒阻滞机理抑制ZnO晶粒的长大,从而使ZnO压敏瓷的晶粒生长激活能增大.     

La,V掺杂对Sr2Bi4Ti5O18性能影响对比研究

采用传统固相烧结工艺,制备了掺杂量分别为0.000~1.000,0.000~0.096的La,V掺杂Sr2Bi4Ti5O18铁电陶瓷.X射线衍射结果显示,La,V对Sr2Bi4Ti5O18的A,B位掺杂都未影响材料的晶体结构.La掺杂使得材料的剩余极化2Pr逐渐降低,而V掺杂可以显著地提高2Pr.A位掺杂导致材料的居里温度明显下降,而V取代B位Ti4 离子不影响材料的居里温度.微观照片显示,Sr2Bi4Ti5O18样品由呈四方状的晶粒组成,晶粒较为均匀.La掺杂未改变晶粒的形状,而V掺杂使得晶粒呈现扁平状,且晶粒尺寸明显增大.     

CaCu3Ti4O12陶瓷显微结构及介电性能

采用固相法制备CaCu3Ti4O12陶瓷,并对其烧结温度、晶相结构、致密化过程、显微结构及介电性能与频率的关系进行了研究。研究发现,不同烧结温度下,1000℃制备的CaCu3Ti4O12陶瓷为立方钙钛矿结构且结晶完好,晶格常数为7.394?。CaCu3Ti4O12陶瓷具有良好的显微形貌,结构致密,平均晶粒尺寸在3-5μm。CaCu3Ti4O12陶瓷在10kHz处的介电常量高达7200,介电损耗约为0.06。     

CaBi4Ti4O15基陶瓷制备与镧掺杂的性能优化

两步法烧结制备一系列CaBi4-xLaxTi4O15（x=0,0．1,0．2,0．3,0．4）（CBLT—X）：以氧化物为前驱体用熔盐法合成片状粉体,然后通过晶体定向技术制备后烧结成陶瓷．通过SEM微观结构表征来确定增加镧掺杂和温度对晶粒生长和织构形成的影响．当镧掺杂（z=0．4）烧结温度在1150℃时,CBLT—X陶瓷在垂直于流延方向上介电常数可提高到570．CBLT—X系列陶瓷的介电常数和介电损耗在垂直于流延的方向的数值都高于平行方向上．控制CBLT—X陶瓷结构化和晶粒生长的机理首次用3D模式进行了讨论．     

纳米Al2O3对纳米ZrO2(4Y)常压烧结致密特性及电性能影响

采用纳米ZrO2(4Y)粉和纳米Al2O3粉为原料,对掺少量Al2O3的ZrO2(4Y)陶瓷进行无比压烧结研究。实验结果表明,掺适量的Al2O3可提高致密度,降低烧结温度。掺1．0wt％纳米Al2O3在1200℃煅烧2小时的陶瓷致密度为99．0％,烧结体晶粒长大略减缓。在纳米ZrO2(4Y)中掺入少量的纳米Al2O3可降低电导活化能,提高电导率。     

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 。     

氧化钛纳米陶瓷的制备及其结构与力学性能

为探讨在无压烧结过程中TiO2纳米陶瓷的致密化与晶粒长大的关系以及纳米陶瓷的结构对其力学性能的影响,采用溶胶一凝胶技术制备的不同颗粒粒径的TiO2纳米粉体经冷压成型后无压烧结TiO2纳米陶瓷.研究结果表明:利用相变辅助无压烧结方法在800℃烧结获得了晶粒粒径小于60 nm、相对密度超过95%的TiO2纳米块体陶瓷:当800℃以下烧结时,TiO2纳米陶瓷的相对密度随烧结温度的升高而快速增大,而TiO2纳米陶瓷的平均晶粒粒径随烧结温度升高则缓慢长大;当大于800℃的温度烧结时,TiO2纳米陶瓷的致密化加快,但陶瓷的晶粒粒径则快速长大.TiO2纳米陶瓷的显微硬度主要取决于TiO2纳米陶瓷的相对密度和平均晶粒粒径,即纳米氧化钛陶瓷的相对密度越大,晶粒粒径越小,则显微硬度越大.     

TiO_2基陶瓷苯敏感元件的制备及性能研究

报道了以金属氧化物Ti O2和Cr2O3为原料,用固相研磨的物理方法制备了不同Ti/Cr组分的烧结型气敏陶瓷传感器.研究了Ti O2陶瓷烧结型气敏传感器对苯的敏感特性.结果发现Ti O2陶瓷烧结型气敏传感器对浓度为21ppm的苯有较好的响应.还选用了丙酮、甲醛和乙醇作为参比气体,得出该Ti O2气敏传感器对苯具有较好的选择性.     

Y-TZP纳米陶瓷的制备、结构及力学性能

采用沉淀法制备的Y-TZP纳米粉体经冷压成型后烧结成Y-TZP纳米陶瓷.结果表明,Y-TZP纳米陶瓷的密度随着烧结温度的升高和烧结时间的延长而增大,但随成型压力和初始粉体颗粒的增大而减小.而陶瓷平均晶粒尺寸随成型压力的增大和烧结时间延长而长大.烧结过程中大量单斜相ZrO2生成改变了Y-TZP纳米陶瓷的烧结行为和微结构.采用无压烧结获得了相对密度为98%、平均晶粒尺寸为60 nm的Y-TZP纳米陶瓷.Y-TZP纳米陶瓷的显微硬度主要取决于陶瓷的相对密度、相结构和晶粒尺寸,即陶瓷的四方相质量分数越高,相对密度越大,晶粒尺寸越小,则显微硬度越高.     

MgAl_2O_4透明陶瓷微观组织和光学性能的研究

采用高温焙烧法合成MgAl2O4纳米粉体,使用放电等离子烧结(SPS)技术制备了MgAl2O4透明陶瓷,系统研究了SPS工艺参数对MgAl2O4透明陶瓷致密度、晶粒尺寸和光学性能的影响.结合扫描电镜SEM,UV-Vis和FT-IR等手段对透明陶瓷的显微结构和光学性能进行了表征.实验结果表明:随升温速度、保温时间和烧结压力的变化,陶瓷的残留孔隙率、孔隙尺寸和晶粒尺寸分布随之改变,且显著影响透明陶瓷的光学性能.当烧结温度为1 325℃时,保温15min,采用13℃/min的升温速度,在1 100℃加压70MPa,获得的MgAl2O4透明陶瓷平均晶粒尺寸约为200nm,结构致密,直线透过率Tin,550和Tin,2 000分别为66%和80%.     

稀土Sm_2O_3对WCoB-TiC复相陶瓷组织的影响

以WC、TiB2、Co粉末为基本原料,添加稀土Sm2O3为抑制剂,采用真空液相反应烧结技术制备WCoBTiC复相陶瓷材料,利用XRD、SEM和EDS对其微观形貌和相组成进行表征。结果表明,添加一定量稀土Sm2O3后,WCoB-TiC复相陶瓷晶粒细小且分布均匀,晶粒的长大得到抑制;随着稀土Sm2O3的过量加入,复相陶瓷中有棒状晶粒出现,晶粒有粗化的趋势。在1400℃下烧结时,当Sm2O3添加量为0.3%时,制成的WCoB-TiC复相陶瓷材料密度达到10.01g/cm3,硬度HRA达到91。     

烧结温度对LaMgAl_（11）O_（19）-Al_2O_3复相陶瓷的致密度和显微形貌的影响

以自制LaMgAl11O19（LMA）片状晶和α-Al2O3粉体为原料,采用无压烧结工艺在不同温度（1500℃、1550℃、1600℃、1650℃）下制备了LMA-Al2O3复相陶瓷,研究了烧结温度对LMA-Al2O3复相陶瓷的体积密度和显微形貌的影响。结果表明,LMA-Al2O3复相陶瓷的体积密度随烧结温度的升高呈先降低后升高的变化趋势,当烧结温度为1650℃时可制备获得较为致密的LMA-Al2O3复相陶瓷,添加10wt%的LMA片状晶对LMA-Al2O3复相陶瓷的致密度没有明显影响,但LMA片状晶的加入能够起到使Al2O3晶粒细化的作用。     

CaCu3Ti4O12的制备及电导研究

按CaCu3Ti4O12的组分进行化学配比,经850℃-955℃预烧、900℃-1100℃烧结6 h,成功制备了CaCu3Ti4O12粉体前驱体和CaCu3Ti4O12巨介电常数陶瓷材料.用X射线衍射仪、扫描电镜（SEM）对体系进行了结晶性能和形貌观察.用阻抗分析仪在25 K-355 K温区范围内测定了陶瓷样品的介电性能和电导.结果表明：955℃预烧的粉体在1060℃温度下只需烧结6 h,陶瓷样品的介电值在10 kHz频率下,在100 K-355 K范围内可高达2.0×10^5,与文献报道的相比,其介电性能最好且烧结时间最短;电导与温度及频率的关系是由电子、声子与外场的共同作用决定的.     

Bi0.5Na0.5TiO3无铅压电陶瓷的结构有序化控制

以片状SrTiO3晶粒作为模板,使用模板晶粒生长法(TGG)控制制备[001]取向的有序化Bi0.5Na0.5TiO3压电陶瓷,同时研究了过量Bi2O3、烧结温度以及掺MnO对Bi0.5Na0.5TiO3有序度的影响.研究结果表明,过量Bi2O3的最佳掺入量为BNT粉料质量的1%;1190℃是合适的烧结温度,在1190℃下,BNT-1试样的有序度相对较高,有序度为88.2%;MnO的加入有效地提高了试样的有序度,并且降低了试样的烧结温度,同时也使得烧结温度范围变窄.在烧结温度为1170℃下,掺质量分数为0.3% MnO的BNT-1试样的有序度为91.1%.     

细晶粒陶瓷的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备出Pb0.93La0.07（Zr0.57Ti0.43_0.9825O3的纳米粉体,并用其烧结陶瓷,制备出细晶粒PLZT陶瓷．讨论纳米粉体粒径的大小、物相的形成条件及其对细晶粒PLZT陶瓷的微观结构和压电介电性能的影响．结果表明,随着纳米粉体尺寸的减小,PLZT陶瓷晶粒尺寸降低,与传统固相法烧结的陶瓷相比,细晶粒PLZT陶瓷的室温介电常数增加,压电性能较高．     

液相烧结SiC陶瓷的微观结构

采用Al2O3、Y2O3为助烧剂,液相烧结获得了致密的α－SiC和β－SiC陶瓷,并研究了SiC了烧结体的物相组成和微观结构。实验结果表明,Al2O3,Y2O3原位形成了YAG,材料以液相烧结机制致密化,α－SiC通过溶解和再析出机制,促进晶体生长,并形成“Core/Shell”结构,物相分析表明,β－SiC陶瓷粉末在烧结过程中发生β→a的相变,微观结构观察显示,β-SiC陶瓷中生成了长柱状晶粒。     

Ca0.85Bi0.10Cu3Ti4O12陶瓷的介电性能研究

利用固相反应法制备了Ca0.85Bi0.10Cu3Ti4O12 （BCCTO）高介电陶瓷材料.通过X射线衍射、介电频谱、阻抗谱和I-V特性曲线等测试,研究了不同烧结时间对BCCTO陶瓷结构和介电性能的影响.研究发现不同烧结温度的BCCTO陶瓷均为立方相钙钛矿结构,随烧结时间的延长其介电常数和非线性特性均有明显提高,样品表现出明显的Maxwell-Wagner （M-W）弛豫特征,表明样品中包含半导型的晶粒和绝缘层,这种IBLC结构对其介电和I-V特性都有重要贡献,延长烧结时间可以显著增强M-W弛豫特性.     

高取向Bi4Ti3O12陶瓷样品的制备

采用多次球磨、预合成、真空干燥的工艺，制备了(0014)择优取向的Bi4Ti3O12(BTO)陶瓷样品。样品的c取向方向与样品成型时所加压力的方向基本一致；随烧结时间增加，样品的c取向率增大，烧结时间为16h的陶瓷样品的取向率达到0．96；测量了样品与轴线平行和垂直2个方向的电学性能，得到了各向异性的测量结果，为深入研究BTO的微观结构提供了一定条件。     

热压合成Ti_4AlN_3及其物理性能研究

以摩尔比为Ti ◇Al ◇TiN=1 1.2 2.7的混合粉为原料,采用真空热压烧结工艺在1400℃保温2 h成功合成了高纯Ti4AlN3块体材料,Ti4AlN3烧结试样结晶良好,晶粒发育完善,内部较为均匀致密,相对密度达到98.5%,具有较高的抗弯强度(384 MPa)、抗压强度(523 MPa)和断裂韧性(6.5(MPa.m1/2)),较低的维氏硬度(2.9 GPa)和抗破坏能力,具备良好的机械加工性能。Ti4AlN3常温电导率和热导率分别为4.6×105(Ω-1.m-1)和12(W.m-1.K-1),其热导率在25～600℃范围呈上升趋势;25～1100℃的线膨胀系数为9.0×10-6K-1,良好的导热性能和高温热稳定性使其可以应用于高温领域。