氮气氛围下热处理的Na0.5Bi0.5TiO3薄膜的低温介电性能研究

采用溶胶凝胶法在LiNaO3(LNO)衬底上制备Na0.5Bi0.5TiO3(NBT)薄膜.部分NBT薄膜在氮气氛围下进行了热处理,记为NBT-N2.在100～400 K的温度范围内,测量了NBT-N2的介电性能.NBT-N2薄膜的介电频谱中出现了损耗峰,存在弛豫现象.利用Arrhenius公式拟合弛豫所对应的激活能,发现在NBT-N2薄膜中存在2个热激活过程:一个对应氧空位电离引入的极化子的跳跃跃迁;另一个对应导电电子与偏离氧八面体中心的Ti离子之间的耦合.此外,采用复阻抗谱分析了NBT-N2薄膜中的介电弛豫过程,在测试温度范围内,随着温度的升高,该弛豫过程逐渐趋向于理想的德拜模型.     

添加剂Mn和烧结温度对Ba(Zn1/3Ta2/3)O3体系介电性能的影响

用氧化物混合法制备Ba(Zn1 /3Ta2 /3 )O3 (BZT)体系高频陶瓷材料,研究了添加剂Mn的添加量和烧结温度对体系介电性能的影响.Mn起助溶剂的作用,降低了BZT体系的烧结温度,并改善了体系的介电性能.实验表明,添加 1. 000Mn的BZT陶瓷具有最优的介电性能,其主要工艺条件和性能参数是,烧结温度 1 550℃,在 1MHz下ε为 25±5,tanδ不超过 0. 2×10-4,aC为(0±30)×10-6 (℃)-1.     

Pb（In1/2Nb1/2）O3-Pb（Mg1/3Nb2/3）O3-PbTiO3弛豫铁电薄膜厚度尺寸效应研究

新一代弛豫铁电薄膜Pb(In_1/2Nb_1/2)O₃-Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-PbTiO₃(PIMNT)因兼具优异的电学性能与高的相变温度,在国内外获得广泛关注.为了探究不同薄膜厚度对PIMNT薄膜的结构及电学性能的影响,通过溶胶凝胶法制备了150 nm～1μm不同厚度的PIMNT薄膜,对其形貌结构以及电学性能进行了对比研究,在此基础上进一步研究了极化对其电学性能的影响.实验结果表明:随着厚度的增加,薄膜介电常数先增加后略有降低,剩余极化强度先增大后减小,矫顽场逐渐增大;在极化电压为18 V、极化温度和时间分别为100℃和5 min时,1μm厚度PIMNT薄膜的介电常数和损耗在100 Hz下分别为1 009和0.022,室温下的热释电系数达6.85×10^-4C·m^-2·K^-1,是目前主流的锆钛酸铅(PZT)薄膜的3倍左右.     

ZnO-MoO_3添加(Zr_(0.8)Sn_(0.2))TiO_4微波陶瓷的介电性能

微波电路的小型化、集成化和高可靠性对微波陶瓷提出了特殊的要求.作者在(Zr0.8Sn0.2)TiO4主相系统中,单一添加ZnO或复合添加ZnO MoO,考察了不同含量的上述改性添加剂对Zr0.8Sn0.2TiO4陶瓷显微结构和微波介电性能的影响.主相合成条件为1100℃下3h;粉碎、成型后样品在1240℃～1400℃下3h烧成.在1GHz下用谐振腔法测量了材料的介电常数和Qf值,并在1M下测量了频率温度系数τf.采用SEM对样品进行形貌观察及能谱分析,并进行了XRD表征.研究结果表明,单独添加少量的ZnO(1%)可以降低烧结温度,但Qf值较低,与复合添加样品的显微结构相比晶粒不均匀.复合添加MoO3(0.25%)和ZnO(1%)的(Zr0.8Sn0.2)TiO4陶瓷Qf值由49430GHz提高到61210GHz,同时介电常数εr和谐振频率温度系数τf基本保持不变.     

B2O3对Ca[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15]3+δ陶瓷微波介电性能的影响

研究了B2O3对陶瓷的烧结性能及微波介电特性的影响.结果表明B2O3的掺人能使Ca[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15]3 δ(CLNZ)陶瓷体系的烧结温度降低160～210℃,谐振频率温度系数τf随B2O3掺入量增加,但烧结温度对其没有明显影响.在990℃.掺入质量分数为1.0 %的B2O3,陶瓷微波介电性能最佳:εr=33.1,Qf=13 700 GHz,τf=-6.8×10-6/℃;而且,掺入2.0%的B2O3,在940℃烧结4 h,能获得介电性能良好的陶瓷,其εr=31.4,Qf=8 700 GHz,τf=-5.2×10-6/℃.     

xCaTiO_3-(1-x)LaAlO_3陶瓷微波介电性能的研究

采用传统固相反应法制备x Ca Ti O3-(1-x)La Al O3(0.55≤x≤0.69)(CTLA)陶瓷,研究CTLA陶瓷的物相,微观结构及微波介电性能.结果表明,烧结温度在1 400℃时,陶瓷的微波性能最佳,介电常数在35~47之间,Q×f≥35 000 GHz.随着Ca Ti O3含量的增大,频率温度系数趋零,当x=0.67时,陶瓷具有最佳的微波性能:εr=45,Q×f=36 684 GHz,τf=6.02×10-6/℃.1     

粉体合成方法对CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷介电性能的影响

为了深入研究粉体合成方法对CaCu3Ti4O12(CCTO)陶瓷介电松弛机理以及缺陷结构的影响,对比了固相反应法和溶胶凝胶法合成CCTO陶瓷的介电性能,并且在此基础上引入了CCTO陶瓷的缺陷结构分析。采用固相反应法和溶胶凝胶法合成了CCTO粉体,在1 080℃下烧结4h制备了CCTO陶瓷样品。溶胶凝胶法合成陶瓷的平均晶粒尺寸是固相法合成陶瓷试样的5倍。J-E特性和介电性能分析表明,溶胶凝胶法合成陶瓷的击穿场强(170V/cm)远小于固相法合成陶瓷(4 980V/cm),且前者的介电损耗和介电常数均达到后者的20倍左右。结合介电损耗因子的曲线拟合结果和阻抗谱分析得到,溶胶凝胶法合成陶瓷的晶界电阻为0.272 MΩ,是固相法(1.03MΩ)的1/3,松弛峰强度是固相法的15倍;两种陶瓷样品的本征松弛峰活化能和晶粒活化能均接近,说明粉体合成方法能够影响CCTO陶瓷的晶界电阻和松弛峰强度,进而影响其宏观电性能,但是对陶瓷的本征松弛机理没有影响。     

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。     

(Ba,Sr)TiO_3基电容器陶瓷的制备及介电性能

在对BaTiO3基电容器陶瓷掺杂改性的实验基础上就改善(Ba,Sr)TiO3电容器陶瓷介电性能做了大量实验研究.经测试结果分析表明,(Ba,Sr)TiO3基电容器陶瓷最佳烧结温度为1350℃,由此温度烧结可获得最高介电常数为11784及介电损耗为0.100的优质电容器陶瓷.结合陶瓷的显微结构SEM照片分析,探讨了添加Sr2+,Ca2+,Zr4+及稀土Dy3+离子对改善(Ba,Sr)TiO3基电容器陶瓷介电性能的机理.     

Sol-gel法制备(Ba0.95Ca0.05)(Sn0.05Ti0.95)O3薄膜及升温速度对形貌的影响

用溶胶 -凝胶法制备了光滑的 (Ba0 .95Ca0 .0 5) (Sn0 .0 5Ti0 .95)O3(以下称BCST)薄膜。研究了热处理的升温速率和处理温度对薄膜形貌的影响。SEM测试结果表明快速升温和低温 (刚高出成晶温度 )有利于获得好质量的BCST薄膜。     

0.45(Bi_(1-x)La_x)FeO_3/0.55SrTiO_3复合体的制备和性能研究

采用传统的固相反应法制备了0.45(Bi1-xLax)FeO3/0.55SrTiO3(x=0.1,0.2)复合体陶瓷.复合体样品的X衍射谱结果显示没有产生杂相,为单一的钙钛矿结构.对复合体的电滞回线和磁滞回线的测量结果表明,样品在室温下有较好的铁电性与磁性.同时,随着La的掺杂比例的提高,样品的铁电性能和磁性能均有所提高.而介电测量表明样品中存在弛豫型的介电损耗峰,推测样品中的氧空位可能是引起介电弛豫的主要原因.     

(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.     

Ca掺杂Ba(Zr0.25Ti0.75)O3陶瓷介电性能的研究

采用固相反应法制备Ba1-xCax(Zr0.25Ti0.75)O3(x=0-0.5)陶瓷.常温下的XRD 方法研究表明,当x=0和x=0.1 时的陶瓷是单立方晶系.随着含Ca量的增加,固相反应法不再适用,出现了CaTiO3正交相.在-40℃-35℃的温区,用介电谱方法全面研究了Ca含量对介电性能特别是居里温度和弥散性的影响.结果显示:Ca的掺杂有效地改善Ba(zr0.25zTi0.75)O3陶瓷的弛豫性能、适当降低居里温度、减低介电损耗.     

添加B_2O_3对0.7CaTiO_3-0.3NdAlO_3陶瓷烧结及其介电性能的影响

0.7CaTiO3-0.3NdAlO3(以下简称为CTNA30)是应用广泛但烧结温度较高的微波介质陶瓷.本文通过添加不同量的B2O3来降低CTNA30陶瓷的烧成温度,并用XRD,SEM和矢量网络仪分析等表征方法,确定了B2O3的添加量对CTNA30烧结温度、物相组成、微观结构和介电参数的影响.添加B2O3可以显著地促进CTNA30陶瓷体的烧结,其中添加2%B2O3的CTNA30陶瓷,烧结温度可降到1 300℃,介电常数εr为49.99,品质因数Qf为57862GHz,频率温度系数τf为5.39×10-6/℃.     

CaCu3Ti4O12-xZnO陶瓷介电性能研究

采用传统陶瓷烧结方法,制备了CaCu3Ti4O12(CCTO)-xZnO(x=0,0.05,0.20,0.60,1.00)陶瓷样品.应用X射线衍射仪及扫描电镜,分别确定了样品的物性和形貌.利用阻抗分析仪测定了不同频率和温度下材料的介电常数和介电损耗,研究了ZnO对CCTO材料的微观结构和介电性能的影响.结果表明:添加ZnO可促进CCTO晶界处小晶粒生长,抑制大晶粒生长,降低CCTO陶瓷样品高频范围的介电损耗.当x=1时,在1kHz～1MHz频率范围内,tanδ均小于1.1,并且可将陶瓷的压敏电压提高至100V/mm.这为优化CCTO材料性能、推进其在电容器方面的应用,提供了一定的实验依据.     

预烧工艺对KNLNT基陶瓷相结构和电性能的影响

采用传统固相法制备了(K0.46Na0.50Li0.04)(Nb0.85Ta0.15)O3(KNLNT)无铅压电陶瓷材料,研究了不同预烧温度和不同预烧保温时间对KNLNT基无铅压电陶瓷的相结构、显微结构和电性能的影响.结果表明:当预烧850℃保温9h时,1135℃烧结2h的陶瓷材料各项性能较佳,其电性能参数分别为d33=248pC/N,εr=1130,tanδ=0.019,Kp=0.54,Qm=70,Pr=28.38μC/cm,Ec=14.31kV/cm.     

Eu3+取代Bi1.5MgNb1.5O7陶瓷的结构与介电性能

采用固相法制备Bi1.5-xEuxMgNb1.5O7(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5和0.6)陶瓷。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和阻抗分析仪分别对陶瓷的相结构、显微结构和介电性能进行表征。结果表明:当Eu3+取代量(x)较小(x≤0.5)时,所有组分的陶瓷样品均保持单一的焦绿石相;当x=0.6时,样品出现少量的EuNbO4杂相。随着Eu3+取代量的增加,陶瓷的介电常数逐渐减小,介电损耗先减小后增大,温度系数显著增大。当x=0.5时,1 MHz下测得的介电常数为96,介电损耗为3.8×10-4,温度系数变成-12×10-6℃-1。因此,通过适当的Eu3+取代可以获得适用于Ⅰ类多层陶瓷电容器性能优异的介质材料。     

Ho掺杂对Ba(Zr0.1Ti0.9)O3基陶瓷介电性能的影响

目的 通过Ho掺杂提高Ba (Zr0.1Ti0.9)O3 (BZT)基Y5V型陶瓷的介电性能.方法 采用Sol-gel一步法研究Ho掺杂对BZT基Y5V型纳米粉体及陶瓷微观形貌及介电性能的影响规律.结果 当Ho含量为0.10 mol％时,陶瓷最大介电常数为19943,容温变化率(TCC)符合Y5V标准.结论 随Ho含量的增加,BZT陶瓷的居里温度向低温方向移动,居里峰展宽,最大介电常数先增大后减小.因此,通过匹配的元素对材料进行掺杂改性,同时辅以优化的制备工艺可以实现陶瓷介电性能的有效提升.     

添加剂对Zr0.8Sn0.2TiO4陶瓷微波介电性能的影响

针对Zr0.8 Sn0.2 TiO4微波介质陶瓷烧结温度高和介质损耗大等问题,以ZnO、NiO、La2 O3和Nb2 O5为添加剂,在同一试验条件下,制备了复合方式不同的Zr0.8 Sn0.2 TiO4,并对其物相组成、烧结行为、微观形貌和微波介电性能等进行了研究.研究结果表明:当添加w(ZnO)=1％,w(NiO)=...     

Ca[(Li1/3Nb2/3)1-xTi3x]O3-δ陶瓷微波介电性能研究

研究了添加B2O3的Ca[(Li1/3Nb2/3)1-xTi3x]O3-δ(0≤x≤0.2)(CLNT)陶瓷的微波介电性能.在整个组分范围内检测到单一的正交相.随着x从0增加到0.2,介电常数(k)将从30增至89,Qf值则下降到3820GHz,谐振频率温度系数(TCF)从-16×10-6/℃增加到22.4×10-6/℃.当B2O3添加1.0%时,CLNT陶瓷的烧结温度可以从1150℃降至970℃而不降低微波介电性能.940℃烧结后,x=0.1试样的微波性能为k=50,Qf=6500GHz,温度系数为-7.6×10-6/℃.