钨青铜陶瓷Sr_(0.5)Ba_(0.5)N_2O_6的制备结构与介电性能研究

采用固相反应法合成Sr0.5Ba0.5Nb2O6陶瓷,并对其结构、介电性能进行表征.研究结果表明,Sr0.5Ba0.5Nb2O6陶瓷为四方钨青铜结构单相,其在100℃附近存在一个明显的弥散介电峰,峰值随测试频率增加而减小,为典型的弛豫铁电相变.室温时,10kHz频率下,其介电常数约为450,介电损耗为0.121.     

钨青铜陶瓷Sr0.5Ba0.5Nb2O6的制备结构与介电性能研究

采用固相反应法合成Sr0.5Ba0.5Nb2O6陶瓷,并对其结构、介电性能进行表征.研究结果表明,Sr0.5Ba0.5Nb2O6陶瓷为四方钨青铜结构单相,其在100℃附近存在一个明显的弥散介电峰,峰值随测试频率增加而减小,为典型的弛豫铁电相变.室温时,10kHz频率下,其介电常数约为450,介电损耗为0.121.     

Cd_(0.03)Sr_(0.485)Ba_(0.485)Nb_2O_6单晶及其介电谱

本文报告了f=1KHz到1GHz范围内Cd_(0.03)Sr_(0.485)Ba_(0.485)Nb_2O_6(CdSBN)单晶的新鲜样品,和经交变电场处理后样品的介电谱.实验表明,低频介电弛豫经强交变电场处理后而消失,同时交流电导率也降低.在施加偏置电场后,其介电常数出现极大值的温度T_m向高温方向移动,这可用场致相变加以解释.同时也说明该晶体属于二级相变的特性.又在实验所加的偏置电场范围内,晶体相变的弥散性不产生影响.     

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.     

铁电单晶K_xNa_(1-x)Sr_(1.22)Ba_(0.78)Nb_5O_(15)的相变特性

测量 K_xNa_(1-x)Sr_(1.22)Ba_(0.78)Nb_5O_(15)(0≤x≤1) 单晶介电常数的温度依赖性以及居里点附近介电常数随直流偏置电场的变化表明,该系列晶体的铁电一顺电相变特性依赖于其成分。对于 x=0的样品相变是连续的,其特征是:⊿T(居里温度与居里-外斯温度之差)近似为零,C/C~1<4(C 和 C'分别是相变温度以上和以下的居里常数),εE(T)-ε_0(T)为负(εE(T)和ε_0(T)分别为温度T时有直流偏置和无直流偏置时的介电常数)。对于 x=1. 0的样品,相变是一级的,⊿T 较大,C/C>4,εE(T)-ε_0(T)为正。x=0. 5的成分相应于三临界点,其     

Cd_(0.03)Sr_(0.485)Ba_(0.485)Nb_2O_6单晶的介电和铁电性能

在500Hz 至13MHz 的频率范围内,测量了Cd_(0.03)Sr_(0.485) Ba_(0.485)Nb_2O_6晶体的新鲜试样以及经过强交流电场处理的试样的介电谱。结果表明,新鲜晶体试样中存在低频弛豫机构,经过强的交流电场处理后这一弛豫机构消失,而且晶体的交流电导率也降低一个数量级。我们还研究了偏置电场对介电常数温度依赖性的影响,发现偏置电场使介电常数呈现极大渔的温度Tm向高温方向移动,而且使Tm附近介电常数的值减小。前者可由扬致相变加以解释,后者表示此晶体的铁电-顺电相变可能是二级的。另外,实验结果表明,在本工作的测试范围内,偏置电场对本晶体相变的弥散性没有影响。     

等静压和温度作用下Pb(Zr,Sn,Ti)O3陶瓷的介电性能研究

对反铁电-铁电相界附近的Nb掺杂Pb(Zr,Sn,Ti)O3陶瓷，采用2GPa等静压装置测试了其在不同等静压力下的介电温度性能，分析了各种介电异常，发现了精细的相变特性，指出随着温度升高，在较低的等静压范围内发生反铁电-铁电-顺电相变，而在较高的等静压范围内发生反铁电-顺电相变，其中，铁电相分为微弱频率弥散的弛豫型铁电相和正常铁电相两个不同的介电性能区域，最后，得到了该组分材料的温度-等静压相图。     

MgO掺杂对Ba_(0.65)Sr_(0.35)TiO_3陶瓷结构和性能的影响

用传统固相反应法制备不同MgO含量的BST陶瓷,并研究MgO掺杂对BST陶瓷结构和性能的影响.MgO掺杂后陶瓷的XRD图谱显示存在单一的钙钛矿结构,且XRD衍射峰随着MgO含量的增加向低角度方向漂移.密度测量表明,MgO掺杂后BST陶瓷的密度有所增加,并且随着MgO含量的增加而增加,FESEM照片也证实MgO掺杂后BST陶瓷的致密性有所增加.介电性能测量结果表明,MgO掺杂后介电常数和介电损耗均减小,介电色散也减弱.介电温谱显示,MgO掺杂后介电峰被压抑和展宽,表明出现扩散相变.14℃时测量的电滞回线表明MgO掺杂后陶瓷的自发极化和矫顽场均减小,说明陶瓷的铁电性能减弱.     

织构化Sr_(0.4)Ba_(0.6)Nb_2O_6陶瓷的工艺研究

以熔盐法合成的各向异性的棒状铌酸锶钡陶瓷粉体为模板粉体,采用流延成型工艺,制备出织构化的铌酸锶钡陶瓷,研究了模板添加量及烧结温度与织构化陶瓷微观组织结构间的关系。实验结果表明:使用流延成型工艺可以制备晶粒定向排列的铌酸锶钡陶瓷,随着模板添加量的增加,陶瓷的织构化程度变大。在本实验的条件下,在1375℃烧结3h,模板加入量为30%时,铌酸锶钡陶瓷的织构化程度达到57%。     

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.     

钨青铜型Ca_(0.28)Ba_(0.72)Nb_2O_6单晶的正常弛豫铁电相转变研究

研究了大块Ca0.28Ba0.72Nb2O6(CBN-28)单晶沿[001]方向的铁电介电性能.结果表明,CBN-28单晶的自发极化、剩余极化和矫顽场分别为35.3μC/cm2,32.2μC/cm2和38.1kV/cm.在室温下频率f=10kHz时,介电常数(εr=195,介电损耗tgδ=0.32.变温的介电谱显示该单晶在252℃附近发生了正常铁电体向弛豫铁电体的转变.低频时在325℃～500℃范围内出现了具有弛豫特征的介电反常.120℃附近有一由氧空位的迁移引起的介电弛豫损耗峰,由此计算得激活能为1.19eV.通过阻抗谱计算,在500℃～560℃范围内的电导激活能为1.33eV.     

A_2Bi_4Ti_5O_(18)(A=Ca,Sr,Ba)陶瓷铁电介电性能的研究

用传统的固相烧结工艺制备了Sr2-xCaxBi4Ti5O18(x=0～2.0),Sr2Bi4Ti5O18和Sr2-xBaxBi4Ti5O18(x=0～2.0)陶瓷样品.掺杂Ca使晶格常数变小,而Ba占据A位使晶格常数变大.Sr2Bi4Ti5O18具有良好的铁电性能,其剩余极化值(2Pr)约为20.3μC/cm2,小量掺杂Ca可小幅度地提高样品的铁电性能,但Ca完全取代Sr后使样品的铁电性能消失.Sr2-xBaxBi4Ti5O18样品的2Pr随着x的增大而减小,BaBi4Ti5O18样品2Pr在常温下仅为0.3μC/cm2.Sr2-xCaxBi4Ti5O18的相变温度(Tc)随着x的增大而升高,Sr2-xBaxBi4Ti5O18的Tc随着x的增大,先出现了下降后上升的变化过程,Sr1.25Ba0.75Bi4Ti5O18样品的介电结果表现出典型弛豫特征.     

(Ba_(0.87)Sr_(0.04)Ca_(0.09))(Ti_(0.94-x)Zr_xSn_(0.06))O_3基纳米粉体及其陶瓷的制备与表征

目的改进(Ba0.87Sr0.04Ca0.09)(Ti0.94-xZrxSn0.06)O3基(BSCTZS)纳米粉体及其陶瓷的制备方法,研究Zr含量对BSCTZS粉体及陶瓷相组成、微观结构及其介电性能的影响,得到细晶高介电常数Y5V陶瓷材料。方法采用溶胶-凝胶法制备了一系列BSCTZS基(0.04≤x≤0.12)纳米粉体及其陶瓷,通过TG-DTG,XRD,TEM和SEM对样品进行表征,并测试陶瓷的介电性能。结果 BSCTZS粉体为立方相钛酸钡,其平均粒径小于100nm。随着Zr含量的增大,陶瓷的居里峰移向低温,介温谱ε-T趋于平缓,容温变化率得到改善,当Zr摩尔分数为8%时,陶瓷的室温介电常数达13200以上,并满足EIAY5V标准。结论溶胶-凝胶法工艺简单、均匀性好、纯度高、配方容易控制、粉体烧结活性较好,采用该方法可以得到满足Y5V标准的BSCTZS基陶瓷材料。     

BFO含量对Bi(Mg_(1/2)Ti_(1/2))O_3-PbTiO_3-xBiFeO_3陶瓷结构和性能的影响

采用传统的电子陶瓷的制备方法,以铁酸铋(BFO)为掺杂原料,在不同掺杂量制备了Bi(Mg1/2Ti1/2)O3-PbTiO3-xBiFeO3陶瓷.使用X射线衍射仪、介电温谱测试系统、环境扫描电镜、准静态d33测量仪对样品进行表征,结果表明:准同型相界附近的陶瓷试样中,随着烧结温度升高,密度降低,并且在1 075℃烧结温度下,不同BFO含量的样品均形成单一的钙钛矿(ABO3)型固溶体结构.BFO的掺杂能够有效降低粉末的平均颗粒尺寸,普通球磨的粉体添加x=0.015mol BFO在1 075℃烧结的样品表现出较为优秀的铁电性能.     

反应烧结法制备Mg_4Nb_2O_9陶瓷及其微波介电性能的表征

采用反应烧结法制备Mg4Nb2O9陶瓷,省去预烧阶段,优化了制备工艺,研究得到Mg4Nb2O9陶瓷样品的相组成、微观形貌以及微波介电性能随着烧结温度的变化关系.由XRD检测到陶瓷在1 200~1 450℃均得到纯相的Mg4Nb2O9陶瓷,在1 400℃烧结保温3h所得陶瓷密度为4.13g/cm3(相对密度94.25%),样品具有清晰的微观形貌,微波介电性能为:εr=12.1,Q×f=169 000GHz,τf=-55.55×10-6℃-1.     

锆掺杂对Ba0.5Sr0.5Nb2O6陶瓷铁电性能的影响

采用部分共沉淀法制备了纯相及锆掺杂的Ba0.5Sr0.5Nb2O6无铅铁电陶瓷,研究了其相组成、致密度及铁电性能。结果表明,适量的掺杂锆,并引入SiO2为烧结助剂,可制备出致密、单一的钨青铜Ba0.5Sr0.5(ZrxNb1-x)2O6陶瓷。随着Zr4+掺杂量的增加,陶瓷的矫顽场Ec有所降低,剩余极化强度Pr和饱和极化强度Ps均减小。     

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.     

稀土元素掺杂对Ba_(0.68)Sr_(0.32)TiO_3陶瓷结构与性能的影响

研究了La2O3和Dy2O3掺杂对Ba0.68Sr0.32 TiO3陶瓷结构与性能的影响,考察了该系统介电温度特性和绝缘电阻率,观察了样品的显微结构,讨论了La2O3和Dy2O3掺杂改变Ba0.68Sr0.32TiO3陶瓷介电温度特性作用.结果表明:La2O3掺杂比Dy2O3掺杂在改变Ba0.68Sr0.32 TiO3陶瓷介电温谱特性曲线上具有更为显著的展峰作用;随着La2O3和Dy2O3掺杂量的增加,样品的绝缘电阻率呈现先减小后增大的趋势.     

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。     

CaCu_3Ti_4O_(12)/P(VDF-TrFE)复合材料的制备和介电性能研究

采用固相法制备了微米级CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)粉体,将CCTO粉体作为填料与P(VDF-TrFE)(摩尔比为70/30)共聚物进行热压复合,主要研究了热压温度和CCTO填料含量对CCTO/P(VDF-TrFE)复合材料的微结构和介电性能的影响。CCTO/P(VDF-TrFE)复合材料中CCTO粉体较均匀地分散于P(VDF-TrFE)共聚物中,形成0-3型复合。随着热压温度的升高,P(VDF-TrFE)基体对CCTO陶瓷颗粒的包覆性增强,结合更紧密。随着CCTO体积分数的增加,CCTO/P(VDF-TrFE)复合材料的介电常数和介电损耗都有所增大,主要分别源于界面极化和填料自身较高的介电损耗。随着热压温度的升高,CCTO添料与P(VDFTrFE)共聚物结合更紧密,界面缺陷减少,复合材料的介电常数逐渐增大。而其介电损耗在一定的频率范围内随热压温度的升高变化不大。当CCTO体积分数为50%、热压温度为140℃时,CCTO/P(VDF-TrFE)复合材料介电性能最优。不同的复合材料介电理论模型对比表明,Yamada模型与实验数值重合度最高,可有效地预测CCTO/P(VDF-TrFE)复合材料的介电增强现象。