锆钛酸钡陶瓷的溶胶凝胶法制备与性能

采用溶胶凝胶法制备了Ba(ZrxTi1-x)O3(X=0.04、0.07、0.10、0.13)亚微米粉体,XRD物相分析证明其为完全互溶取代固溶体粉末。该粉末可在1 340℃下烧结成瓷,对该系列固溶体材料的介电性能用LCR测量仪进行了测试分析,结果表明:材料的介电常数随Zr掺杂量的增多呈上升趋势,在X=0.10达到极值。材料的居里点温度随Zr掺杂量的增多向室温方向呈线性偏移。SEM分析表明,随Zr掺杂量的增多材料的晶粒尺寸有明显的降低,说明Zr掺杂对晶粒长大有抑制作用。     

受主掺杂对钛酸钡基PTC陶瓷的影响

受主掺杂能有效提高钛酸钡基PTC陶瓷材料的晶界势垒高度,适量的受主掺杂能明显增大材料升阻比,本文对钛酸钡基PTC陶瓷受主掺杂物的种类、掺杂量、掺杂形态和掺杂方式等方面进行了论述,讨论了受主掺杂各方面因素对材料PTC性能的影响。     

钛酸钡PTC热敏电阻陶瓷表面态浅析

就形成钛酸钡陶瓷PTC效应的表面态进行阐述,分析了在居里点(TC)以上由表面态和介电常数在共同作用下的电阻率猛增几个数量级的原因;同时对钛酸钡PTC热敏电阻陶瓷的表面态的组成进行研究,认为在钛酸钡PTC陶瓷中表面态主要由钡空位引起;提出一种直接测量表面态密度的方法.     

铌、铈、锰掺杂对钛酸钡基陶瓷性能的影响

在钛酸钡中以五氧化二铌、三氧化二铈形式引入铌、铈元素,采用了固相法反应制备Nb、Ce双施主掺杂的微米级钛酸钡基正温度系数(PTC)陶瓷粉;同时研究了加入受主元素Mn对PTC陶瓷材料性能的影响。利用XRD和SEM分析了样品的物相及微观相貌,发现样品结晶完整,颗粒均匀。实验表明,以Ce、Nb、Mn进行掺杂可有效改善材料在室温条件下的PTC性能;当掺入0.2 mol%Nb_2O_5、0.3 mol%Ce_2O_3、0.08 mol%Mn(NO_3)_2时,制出室温电阻率为616Ω·cm、升阻比大于10、居里温度为60℃的PTC热敏陶瓷;并利用制成的PTC材料作为加热源对受控器件进行加热实验。     

掺镍钛酸钡纳米粉体及其陶瓷的溶胶-凝胶制备

目的研究焙烧温度和烧结温度对由溶胶-凝胶法制备的掺镍钛酸钡样品微结构及介电性能的影响。方法采用溶胶-凝胶法制备了掺镍钛酸钡粉体及其陶瓷,通过FT-IR,XRD,SEM和TEM对干凝胶粉体、预烧粉体以及陶瓷进行了表征,并测定陶瓷的介电性能。结果采用溶胶-凝胶法可制备纳米级(30~80 nm)掺镍钛酸钡粉体及其细晶陶瓷(1~3μm);较高的焙烧温度有利于四方相钛酸钡的形成和晶粒的长大,但降低了陶瓷的介电常数;较高的烧结温度有利于陶瓷居里点介电常数的提高,合适的焙烧温度及烧结温度分别为800℃和1 300℃。结论溶胶-凝胶法可制得组成均匀、性能优异的介电材料,是制备多组分掺杂钛酸钡陶瓷的理想方法。     

烧结温度和升温速率对钛酸钡陶瓷结构及介电性能的影响

采用固相法制备BaTiO₃陶瓷,研究了烧结温度和烧结升温速率对陶瓷试样晶体结构、微观形貌、介电性能的影响。实验表明,所制陶瓷均为四方相钙钛矿晶格结构。烧结温度低会造成较多点缺陷,随烧结温度的增大,晶体均匀度和致密性有效提高,晶粒尺寸增大有助于促进畴壁运动,介电性能有所提升。烧结升温速率过慢同样会造成点缺陷浓度增多,且有液相生成,气孔较多,气孔含量高会降低介电性能的稳定性、减小介电常数、增大介电损耗;提高升温速率同样有助于提高晶粒尺寸、均匀度和致密性,当晶粒尺寸到达单畴晶粒尺寸附近时,内应力为0,90°铁电畴贡献高介电常数;但过快的升温速率会出现“过烧现象”,致使介电性能下降。当以5℃/min的烧结升温速率升温至1 275℃时,介电常数最大,介电损耗最小,其值分别为ε=2 374,tanδ=0.023 18。     

掺镍对钛过量钛酸钡粉体及其陶瓷的结构及介电性能的影响

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了Ti/Ba=1.02的掺镍钛酸钡纳米晶粉体及其陶瓷。通过XRD、SEM和TEM对掺镍钛酸钡基粉体及陶瓷进行表征,并测定了陶瓷的介电性能。结果表明:Ti/Ba=1.02的掺镍钛酸钡基粉体约40 nm,主要相组成为立方相钛酸钡,并有少量的碳酸钡,经烧结后全部转化为四方相钛酸钡。掺镍明显降低了钛酸钡基陶瓷的烧结温度(约降低100℃);随着掺镍量的增大,陶瓷粒径先增大后减小,掺镍量mol比为3.0%时陶瓷εm大(5 571),并且tanδ小(0.011);与Ti/Ba=1.00的掺镍钛酸钡陶瓷相比,钛过量掺镍钛酸钡陶瓷粒径细小,ε-T谱峰值降低。     

工业纯原料制备高性能PTC热敏陶瓷探索

制备高性能PTC热敏陶瓷电阻,一般采用高纯度原料。本文叙述了用工业纯化工原料,在配方和工艺上进行了多方面的探索,制备出了性能良好的PTC样品。     

改性剂Sb对BaTiO3基PTCR陶瓷电学性能的影响

以溶胶－凝胶一步法合成了含有改性剂Sb的BaTiO3基正温度系数电阻（positive temperature coefficient of resistivity,PTCR)陶瓷,着重讨论了改性剂Sb掺杂量的变化对PTCR陶瓷电学性能的影响。结果表明,随改性剂含量的增加,材料的室温电阻率（ρ室）、电阻－温度系数（α）、耐电压强度（VB.max)均呈现“W”形变化。     

钛酸钡陶瓷粉末的低温燃烧合成

以Ba(NO3)2-TiO2-C6H7O8.H2O为体系,在600℃加热进行低温燃烧合成实验,制得粒度为1．2－1．4μm的四方相BaTiO3陶瓷粉体,结果表明燃烧的均匀程度对燃烧产物的相组成和微观结构有很大的影响,通过热力学分析,提出低温燃烧合成BaTiO3陶瓷粉末的形成机理。     

溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备BaTiO3陶瓷的铁电和介电性质研究

研究了钛酸钡体相陶瓷的铁电性介电性。以硬脂酸、氢氧化钡和钛酸四丁酯为原料，用Sol-Gel法合成BaTiO3。生成的前体粉末是无定型的，在空气中750℃下焙烧凝胶1h得到BaTiO3四方晶。自发极化Pr、剩余极化Ps和矫顽场Ec的值分别为5．512μc/cm^2、12．285μC/cm^2和3342V/cm，介电常数ε为2713（200－150000Hz）。     

氮化硼掺杂对（Ba,Pb）TiO3陶瓷特性的影响

讨论了氮化硼（BN）掺杂对（Ba,Pb)TiO3热敏陶瓷的热学性能、电学性能及晶粒尺寸的影响,指出了传统的PTC陶瓷电阻达到最大值后下降较快的原因,在BaTiO3中掺入BN,样品的相变点发生了变化,并使样品中晶界变宽,晶粒变得均匀,这可改善BaTiO3样品的高温相电阻随温度升高而快速下降的性能。     

BaTiO3半导体陶瓷PTC效应的机理分析

把Ｈｅｙｗａｎｇ模型和铁电软模理论结合起来，导出了ＢａＴｉＯ３半导体陶瓷的电阻－温度定量公式。从理论上推导出居里点移动的经验公式。理论计算与实验数据有较好的符合。     

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．     

MnO_2掺杂钛酸钡基PTC陶瓷的电子结构及其电性能研究

为提高钛酸钡基PTC陶瓷的升阻比(ρmax/ρmin),采用固相反应法制备了以Y2O3为施主杂质,不同含量的Mn O2作为受主杂质的钛酸钡基PTC陶瓷样品;应用第一性原理方法计算了样品的能带结构、电子结构和Mn掺杂的形成能;测量了样品的正电子湮没寿命谱和电性能。计算结果表明:钛酸钡材料的价带顶和导带底分别位于特殊K点中X(0,0.5,0)点和Γ(0,0,0)点,属间接带隙,禁带宽度为1.59 e V;从形成能结果来看,Mn进入钛酸钡基陶瓷结构后会取代Ti位置。实验结果显示,随着Mn O2掺杂量的增加,样品晶粒内部的自由电子密度增大,陶瓷的晶界缺陷浓度增加,室温电阻率增大。Mn O2含量为0.03%mol的样品的升阻比最大,达到1.1×105,即掺入少量的Mn O2可明显改善钛酸钡基PTC陶瓷的升阻比。     

PTCBaTiO3半导陶瓷介电迟豫特性

实验发现，掺Ｍｎ的ＰＴＣ钛酸钡样品损耗因子在样品的温度高于其居里点后，首先随温度缓慢变化，然后在某一温度处开始增大，其原因是：外场频率ω〈ω１（ε）时，ε１（ω）是ω的增函数，温度增加时，τ迅速下降，故Ｄ增加，由此可知，随着温度增加，Ｄ首先缓慢变化，然后在某一温度处，迅速增加。     

掺钙-钛酸钡陶瓷缺陷化学的研究

用高温平衡电导率及正电子湮没寿命谱量测研究了钙离子的两种置换类型对钛酸钡缺陷结构、电性能的影响及机理。结果表明：等价置换能够改变钛酸钡氧化、还原反应生成焓，受主置换对钛酸钡电导率曲线、正电子淹没寿命谱均有显著影响；少量受主置换可以使在强还原气氛下烧结钛酸钢材料的绝缘电阻提高近１０个数量级。该材料可做为进一步研究贱金属电极独石电容器的基础。     

锆钛酸钡基陶瓷的制备及性能研究

目的 制备BaZr0.1 Ti0.9 O3基陶瓷.方法 采用溶胶-凝胶法制备BaZr0.1 Ti0.9 O3基陶瓷.利用XRD,TEM和SEM等表征分析了样品的物相及微观形貌,并研究了BaZr0.1 Ti0.9 O3基陶瓷在不同烧结温度下的介电性能.结果 BaZr0.1 Ti0.9 O3基陶瓷的最佳烧结温度为1280℃,此时陶瓷的致密性较好,结晶度高且晶界明显,测试温度在20℃附近且频率为1 k H z时介电常数达到最大为22100,介电损耗较小约为0.0058.结论 不同烧结温度下的BaZr0.1 Ti0.9 O3基陶瓷样品均为单一的四方相钙钛矿结构,样品的平均粒径和最大介电常数随着烧结温度的逐渐升高而呈现出增大的趋势.     

Cl^—对低电阻率BaTiO3PTC陶瓷性能的影响

研究了PTC材料吲入少量Cl^-对低电阻率PTC热敏电阻性能的影响,实验表明,在原料中引入少量Cl^-对室温电阻率影响不大,而Cl6-的添加可使得PTC陶瓷的阻温特性和电学性能得到很大提高,引起这种现象的原因与Cl-离子与O2－的取工以及它的晶界处的偏析有关。     

施主掺杂钛酸钡陶瓷最大势垒高度计算

在不同的施主杂质Ｎｂ２Ｏ５含量下,对ＢａＴｉＯ３半导陶瓷样品测量了电流－电压关系,发现结果不遵循经典的海旺模型,而与从修正的势垒模型出发得到的结果符合较好,根据修正的势垒模型,由实验结果导出了ＢａＴｉＯ３陶瓷的最大势垒高度。