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。     

烧结温度对BaCu3Ti4O12介电性能的影响

利用固相反应法在950℃预烧结、不同烧结温度条件下制备了BaCu3Ti4O12（BCTO）陶瓷样品,测量了各样品在不同频率下的介电常数和介电损耗随温度的变化关系,发现BCTO的介电常数比BaCu3Ti4O12的介电常数小。容差因子计算发现BCTO的晶体结构容易畸变,XRD图分析表明样品中除了舍有BCTO晶相外,还舍有Cu3TiO5和Cu3TiO4等杂质,从而大大降低了BCTO的介电常数。     

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.     

CaCu3Ti4O12陶瓷介电性能研究

用传统的固相反应方法制备了巨介电常数CaCu3Ti4O12陶瓷样品;测出了不同温度下样品的介电常数频率谱,画出了介电常数对应Cole-Cole曲线,并得到了不同温度下样品的静态和光频介电常数;尝试性地提出了一种等效电路,并进行了计算机数据拟合.     

Nd掺杂Bi4Ti3O12陶瓷样品的铁电、介电性能

层状钙钛矿铁电体材料B i4-xN dxT i3O12(x=0.0~0.9)陶瓷样品适量N d掺杂可提高B i4T i3O12(B IT)的铁电性能.当掺杂量为0.6时,样品的剩余极化达到最大值.样品的相变温度(tc)随掺杂量的增加而降低,当掺杂量大于0.6时,tc下降速率增大.随着N d含量的增加(x>0.6),样品的弛豫程度明显提高.N d掺杂降低了样品的氧空位浓度,提高了B IT样品的铁电性能.     

晶界偏析对CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷介电性能的影响

采用溶胶凝胶法制备Ca Cu_3Ti_4O_(12),通过球磨对陶瓷样品进行处理,探究此处理方法对Ca Cu_3Ti_4O_(12)介电性能的影响.研究结果表明,球磨对Ca Cu_3Ti_4O_(12)陶瓷样品的介电常数有较大影响.随着球磨时间的增加,样品介电常数显著增加,当球磨时间为4 h,其室温下介电常数可达10~6量级,比未经球磨处理的样品高2个数量级,且随温度升高,介电常数显著增大.温度上升100 K,介电常数约提高一个数量级.同时SEM分析表明,球磨处理Ca Cu_3Ti_4O_(12)样品介电常数的增大与其晶界偏析有较大的关系,特别是晶界处析出的Cu O二次相可极大地提升Ca Cu_3Ti_4O_(12)的极化率,可提高约2个数量级.     

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。     

一种新的固相反应法制备高掺杂浓度的CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷

采用新的两步固相反应法,制备单相(Fe1/2Nb1/2)4+掺杂CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷,掺杂浓度在50 mol%到60 mol%之间,观察粉末X射线衍射谱,没有发现任何杂相.探索样品的最佳烧成制度,制备出致密性高的陶瓷.分析样品的阻抗特性,发现样品存在与晶界有关的热激活电导响应,随着(Fe1/2Nb1/2)4+掺杂浓度增加,晶界的电导激活能增加.进一步探究发现,晶界的电导响应可能与直流电导过程相关.这里采用新的两步固相反应法,成功地制备出了(Fe1/2Nb1/2)4+高浓度掺杂的单相CaCu_3Ti_4O_(12)样品,为今后研究(B1-xB′x)4+形式的复合离子高水平地替代CaCu_3Ti_4O_(12)中的Ti4+提供了制备方法上的新思路.     

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.     

CaCu_3Ti_4O_(12)的驰豫特性

利用固态反应办法制备了CaCu3Ti4O12(CCTO)陶瓷样品;从德拜弛豫理论出发,通过介电温度谱得到弛豫时间温度谱,计算了样品的弛豫激活能H.结果表明激活能与频率无关,而弛豫时间因子τ0则与频率有关,显示出样品的弛豫特性并非来源于激活能H,而是来源于弛豫时间因子τ0的分布.     

CaCu_3Ti_4O_(12)基高介电常数材料

陶瓷电容器的小型化要求电介质有更高的介电常数.CaCu3Ti4O12是新近发现的一种高介材料,其相对介电常数在104量级.作者研究了固相反应制备CaCu3Ti4O12的反应进程,包括中间相的产生和消失,制备单相CaCu3Ti4O12的工艺条件.研究了多种离子在钙钛矿结构中的掺杂取代及对介电性能的影响,特别是降低介电损耗的方法.     

巨介电氧化物CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷的制备与物性研究

CaCu3Ti4O12(CCTO)是近年被广泛关注的一种非铁电性的新型高介电氧化物,作者对其陶瓷材料的制备工艺条件和物性进行了深入系统的探讨.在室温～350℃,40Hz～110MHz频率范围内详细地研究了介电频谱和阻抗频谱.研究发现其室温静介电常数随烧结时间的延长而增大、在75℃以上的高温区域及100Hz～100kHz频率范围内,介电谱中存在着一个未曾见报道的类德拜型弛豫性色散、高温下的复阻抗谱呈现3个Cole-Cole半圆的诸现象.高温下介电谱呈现出与空间电荷输运相关的低频响应和两个类德拜型弛豫性色散.通过特征频率随温度的变化关系求出了两个类弛豫性色散的活化能,分别为0.084eV和0.678eV.我们认为,复阻抗谱中的3个Cole-Cole半圆分别起因于不同的电学机制效应,提出了在由3个并联元件(其中的R和C不随频率变化)组成的串联电路中加入一项随频率变化的阻抗的等效电路模型,对实验数据进行了拟合处理,得出了表征3种不同的电学机制效应的活化能分别为0.107eV,0.627eV和0.471eV的结果.     

Ba_3Ti_5Nb_(6-x)TaxO_(28)陶瓷的结构与介电性能

采用传统的固相合成法制备Ba3Ti5Nb6-xTaxO28(0≤x≤0.67)微波介质陶瓷,研究了Ta对Ba3Ti5Nb6O28陶瓷结构与微波介电性能的影响.随Ta含量的增加,Ba3Ti5Nb6-xTaxO28陶瓷先为Ba3Ti5Nb6O28单相;当x增大到0.5时,则出现了第二相Ba3Ti4Nb4O21.随Ta含量增加,Ba3Ti5Nb6-xTaxO28陶瓷的介电常数变化较小,Qf值先明显升高后下降,而谐振频率温度系数τf逐渐增大.x=0.16时,获得了介电性能优异的Ba3Ti5Nb6-xTaxO28陶瓷,介电性能为:ε=37.9,Qf=2.8137×104GHz,τf=-6.0×10-6℃-1.     

Y2O3掺杂对BaZrxTi1-xO3陶瓷介电性能的影响

研究BaZrxTi1-xO3 (x=0,0.1,0.2,0.3)陶瓷中掺杂0.1％(按物质的量计算,下同)Y2O3对铁电-顺电相变温度的影响.发现0.1％Y2O3的掺杂使BaTiO3的铁电-顺电相变的居里温度向高温偏移了约20℃,不同Zr含量的样品也发生了一定程度的高温偏移.在-40℃到140℃的测量温度范围内介电频率弥散现象极弱,峰值介电常数可以达到8000,损耗峰值为0.05以下.随Zr含量的增加,损耗峰快速移向低温.与文献报道的结果比较,证实Y以A位替代Ba为主.     

Zr取代对(PbCa)(MgNb)O3微波介电性能的影响

研究了B位Zr4+取代对(Pb0.4Ca0.6) (Mg1/3Nb2/3)O3体系结构及介电性能的影响.研究表明在B位进行Zr取代后,对体系的烧结性能、微波介电性能都有比较明显的影响.随着Zr取代量的增加,体系的体密度,相对介电常数都有了大幅度的提高;Qf0值和τf值也都随着取代量的增加而上升,最后达到饱和.当烧结温度为1260℃(2.5h)时,组成为(Pb0.4Ca0.6){(Mg1/3Nb2/3)0.97Zr0.03}O3的陶瓷样品微波性能为εr=63.2,Qf0=6972GHz,τf=19.8×10-6/℃.     

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.     

沿a/b轴择优取向Bi_4Ti_3O_(12)铁电薄膜的回线动力学标度

测量了在Pt/Ti/SiO2/Si上生长的36%a/b轴择优取向Bi4Ti3O12铁电薄膜的电滞回线,并研究了薄膜的回线动力学标度。外加电场频率的变化范围0.4~10 kHz,电场幅值的变化范围653~1 045 kV.cm-1。在外电场频率一定时,该Bi4Ti3O12薄膜的回线面积随外电场幅值的增大而增大。当外电场幅值固定时,回线面积随外电场频率的上升先增加后减小。当f=1 kHz时,回线面积最大。由此可知,该Bi4Ti3O12薄膜中畴翻转的特征时间约1 ms。在外电场频率低于1 kHz时,回线面积A∝f-0.023 83E0;在1 kHz以上高频段有标度关系A∝f-0.053 88E0。     

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)=...     

CaCu3Ti4O12前驱体煅烧温度对其介电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备CaCu3Ti4O12(CCTO)陶瓷粉体,研究煅烧后CCTO前驱体晶相对烧结成型后的陶瓷介电性能的影响.通过控制煅烧温度(450℃,500℃,550℃,600℃)来控制粉体物相,最后用1 050℃进行烧结.结果表明,在低温下煅烧的粉体经过高温烧结也可以得到纯CCTO晶相.在未形成CCTO晶相下烧结...