铁酸铋陶瓷的制备及其磁电性能研究

采用低温固相法制备BiFeO_3前驱体,经煅烧得到BiFeO_3粉体,并在不同温度下烧结制得BiFeO_3陶瓷。分析前驱体的热分解过程、粉体和陶瓷的物相组成及陶瓷的磁性能和介电性能。结果表明,采用低温固相法制备的BiFeO_3前驱体,经700℃煅烧可制得基本为单相的BiFeO_3粉体,再经800℃烧结可以制得体积密度较大的BiFeO_3陶瓷,其在室温下不表现宏观磁性;BiFeO_3陶瓷的介电常数和介电损耗均随其烧结温度的升高而下降。     

烧结温度对Bi_(0.7)Ba_(0.3)FeO_3陶瓷介电、铁电特性影响

用固相反应法在不同烧结温度下制备了Bi0.7Ba0.3FeO3陶瓷样品,研究了烧结温度对Bi0.7Ba0.3FeO3陶瓷结构、介电和铁电特性的影响.运用XRD进行物相分析可知,Bi0.7Ba0.3FeO3陶瓷样品为正交结构,主衍射峰与纯相BiFeO3一致,烧结温度在870℃以上时样品有良好的结晶度,电阻率达到108Ω?数量级.在一定的温度区间内,介电常数随烧结温度的升高而增大.在低频区830℃烧结的样品的介电损耗比较大,而对应于870℃和900℃两个烧结温度的样品介电损耗有了明显的减小;在高频区介电损耗对烧结温度的依赖性不大.样品的交流电导率随烧结温度的升高而增大.在900℃烧结的Bi0.7Ba0.3FeO3样品的Pr值可达到113.11μc/cm2,远大于纯相BiFeO3.通过Ba2+的A位掺杂进一步提高了纯相BiFeO3的介电、铁电性能.     

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。     

K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3-LiSbO_3-BiMnO_3无铅压电陶瓷的常压烧结与压电性能

采用传统的无压固相烧结法工艺制备微量掺杂0.2%(摩尔分数)BiMnO3(BM)的0.95K0.5Na0.5NbO3(KNN)-0.05 LiSbO3(LS)陶瓷,并研究烧结保温时间对陶瓷的结构与压电、介电性能的影响规律。研究结果表明,随烧结保温时间的延长,陶瓷的压电常数d33和机电耦合系数kp先显著升高,当保温时间为7 h时,趋于稳定,介电常数εr也随保温时间的延长而升高;机械品质因数Qm和介电损耗tanδ则一直降低。在1 100℃保温烧结9 h时,陶瓷具有最好的电性能:压电常数d33=228 pC/N,机电耦合系数kp=43%,机械品质因数Qm=55,介电损耗tanδ=0.017 8;随保温时间的延长,陶瓷的相转变温度θo-t有所降低,居里温度θc则明显升高。所有陶瓷样品在35～200℃内的介电损耗tanδ均有小于0.02。     

高能球磨法制备Mg_4Nb_2O_9微波介质陶瓷及其表征

采用高能球磨法制备粉体.粉体球磨60 h后在900℃保温3 h预烧合成Mg4Nb2O9纯相,研究了由高能球磨所得粉体制备的Mg4Nb2O9陶瓷的相结构、显微组织和微波介电性能随烧结温度的变化关系.X射线衍射检测Mg4Nb2O9陶瓷在1 150～1 200℃烧结过程中有微量的MgNb2O6和Mg5Nb4O15杂相产生,烧结温度高于1 200℃时,样品为Mg4Nb20g纯相;样品收缩率和密度随烧结温度的增大而增加,在1 200℃趋于饱和,分别为13.6和4.22 g/cm3(相对密度96.42%);样品的气孔含量随烧结温度增大降低,晶粒尺寸随烧结温度增大而增大,介电常数和品质因数随烧结温度的增大而增加;1 200℃烧结的样品具有高的致密度、清晰的显微组织,平均晶粒尺寸为3.5 μm,微波介电性能εr=12.6,Q·f=133164 GHz,τ=-56.69×10-6/℃.实验结果表明.高能球磨有效促进球磨后粉体在900℃低温合成Mg4Nb2O9纯相;并降低Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度到1 200℃,改善了陶瓷的谐振频率温度系数,有望成为新一代中温烧结微波介质材料.     

不同水热反应温度和烧结温度下制备BaTiO3陶瓷及其电学性能研究

采用水热法,以硝酸钡和四氯化钛的酒精溶液为原料,在不同反应温度下制备了具有钙钛矿结构的钛酸钡(BaTiO3)粉体,然后在不同烧结温度下得到钛酸钡陶瓷,研究其电学性能.结果表明,陶瓷内部的气孔会影响介电常数随频率变化的特性.所得样品的介电常数、居里温度和介电损耗都随着反应温度的增加,呈现先增大后减小的趋势,并且晶粒尺寸的减小会降低钛酸钡的居里温度.在介电温谱中,240℃和270℃水热合成的样品出现明显的损耗峰,这是由于在高温烧结过程中产生的氧空位导致的.点缺陷会影响样品的极化强度-电场(P-E)回线,出现双电滞回线.     

SrTiO3晶界层电容陶瓷的介电性能与晶粒大小的关系

采用二次烧结法制备SrTiO_3(STO)多晶陶瓷,研究瓷片介电性能与烧结温度和晶粒大小的关系.实验结果表明,STO晶粒尺寸随烧结的温度呈现先升高后下降的变化,相应的介电常数与晶粒变化类似,即随着温度升高先升后降.在保证还原性气体比例不变的条件下,STO瓷片的介电性能在1 440℃烧结2 h时达到最佳,介电常数为24 000,损耗在0. 02左右,温度系数小于20%.该结果基本达到Ⅲ类瓷技术标准,可广泛用于低频高介电路中.     

3a0．6Sr0．4TiO3／MgO／Mg2SiO4复相陶瓷的制备与介电可调性能

采用标准电子陶瓷工艺，制备了Ba0．6Sr0．4TiO3／MgO／Mg2SiO4复相陶瓷（MgO和Mg2SiO4按相同重量加入），研究了MgO和Mg2SiO4含量对复相陶瓷微观结构、介电性能及介电可调性的影响．结果表明，随着MgO和Mg2SiO4含量的增加，陶瓷的晶粒尺寸略有增大，低频（100kHz）介电常数、介电损耗、介电可调度和介电常数温度系数降低．随着偏置电场的增强，介电常数降低，介电损耗变化不大（均在10^-3量级）．当MaO和Mg2SiO4的百分含量均为30％时，获得了室温介电常数为101．6、介电损耗为0．0017及1．79kV／mm偏置电场下介电可调度为12．19％、介电常数温度系数为0．009℃^-1的介电性能。     

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。     

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.     

烧结参数对（Ba0.6Sr0．4）TiO3-MgO复合陶瓷的影响

采用传统的电子陶瓷工艺制备样品,研究烧结参数（温度和时间）对（Ba0.6Sr04）TiO3-MgO复合陶瓷烧结特性、微观结构及介电性能的影响．结果表明：样品的径向收缩率和表观密度在1550℃达到最大值;不同烧结时间的样品径向收缩率和表观密度在烧结3h达到最大值;达到1550℃时,样品的介电常数达到最大值,同时介电损损耗达到最小值,烧结3h时,样品的介电常数达到最大值,同时介电损损耗达到最小值;在烧结3h时样品的介电可调度最大．     

ZnO和Nb2O5共掺杂钛酸锶钡陶瓷的结构及其介电性能研究

采用固相反应法制备了ZnO、Nb 2 O 5共掺杂Ba 0.2 Sr 0.8 TiO 3陶瓷材料,并用X射线衍射（XRD）和介电谱方法,分别对系列陶瓷样品的结构和复介电常数进行了测量.结果表明：1）Zn2＋、Nb5＋进入Ba 0.2 Sr 0.8 TiO 3晶格后仍然为钙钛矿型固溶体;2）Nb 2 O 5会使得材料的低温弥散相变过程转变为弛豫相变过程,并在300～360K区域内会出现新的弛豫过程;3）掺入一定量的ZnO后Nb2O5掺入降低了Ba 0.2 Sr 0.8 TiO 3陶瓷材料的介电常数,增大了其介电损耗.     

掺杂钛酸铋钠对钛酸锶钡陶瓷介电性能的影响

采用固相法制备钛酸铋钠掺杂的钛酸锶钡（Ba0.9Sr0.1TiO3）铁电陶瓷,研究钛酸铋钠的掺杂量对钛酸锶钡陶瓷的微观结构和介电性能的影响,并探讨相关机理．研究结果表明,在讨论的掺杂范围内,随着钛酸铋钠掺杂量的增加,钛酸锶钡的晶粒尺寸先增大,后减小．当掺杂量为0．5％（质量分数,下同）时,介电弥散发生,半导化现象出现．当钛酸铋钠掺杂量介于1．0%-1．5％之间时,钛酸锶钡陶瓷的介电常数均保持在5000,且居里温度向高温移动到120℃,10kHz频率的介电损耗低于0．05．     

质量比为0．2％ZnO掺杂Ba0．2Sr0．8TiO3与Ba0．2Sr0．8TiO3陶瓷的结构和变温变频复介电常数的对比测量分析

采用固相反应方法合成了（1-x％）Ba0.2Sr0.8TiO3＋x％ZnO（x=0,0．2）陶瓷材料,并分别用x射线衍射和变温变频介电谱方法,对它们的结构和复介电常数进行了对比测量分析．结果表明,质量比为0．2％ZnO的掺杂：（1）对样品的室温晶系类型没有影响,仍然为立方晶系,晶格常数仅仅减小了0．18％;（2）弥散铁电相变的相变温度由未掺杂的136K向高温移动至140K;（3）低温铁电相的复介电常数的实部ε′减小而虚部ε”增加,高温顺电相的ε’和ε″几乎不变;（4）样品中弥散铁电相变过程的ε″与测量频率f几乎无关;（5）样品中出现在高温区的离子扩散过程向低温移动．     

Y2O3掺杂对钛酸锶钡基陶瓷结构及介电性能的影响

采用固相反应方法制备出（1-x）Ba 0.2Sr0.8Ti0.98Zn0.04O3＋xY2O3（x=0,0.02,0.025,0.03）陶瓷材料,并研究Y2O3掺杂对BST-Zn陶瓷样品结构和介电性能的影响,得到以下结论：（1）一定量的Y2O3掺杂,可使BST-Zn陶瓷的晶胞体积增大,晶粒尺寸减小;（2）频率为10Hz时,当掺入2%Y 2 O 3时,ε＆#39;最大值可达到885,此时介电损耗为0.024;（3）Y 2 O 3掺入使得低温的弥散相变转化向极化玻璃化转变,并在250K和350K附近出现新的弛豫过程.     

Ba_(1-x)Sr_xTiO_3·yLa_2O_3固溶体的合成、结构与性能

用化学掺杂方法合成了Ｂａ１－ｘＳｒｘＴｉＯ３和Ｂａ０９Ｓｒ０１ＴｉＯ３·ｙＬａ２Ｏ３（０≤ｘ≤１,０≤ｙ≤０３）系列固溶体超细粉末。ＸＲＤ证实,当ｘ＝１,ｙ＝０时,为四方晶系ＢａＴｉＯ３纯相,当０＜ｘ＜１,０＜ｙ≤０３时,得到一系列完全互溶固溶体,结果符合Ｖｅｇａｒｄ定律。ＳＥＭ观察粒子为球形,大小均匀,粒度０２～０３μｍ,制陶实验发现,钛酸钡经化学掺杂后,室温介电常数显著提高,当ｘ＝０１,ｙ＝００２时,ε可达３００００,比ＢａＴｉＯ３纯相的室温介电常数提高２０倍。     

SrO掺杂对Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷性能的影响

研究了SrO掺杂对Ba6-3xNd8 2xTi18O54晶体晶胞参数及陶瓷微波介电性能的影响 .研究表明 ,对于不同的x值 ,Sr取代Ba存在不同的极限值 ,当x =0 .5时 ,极限值为 0 .110 ;x =0 .6时 ,极限值为 0 .0 4 8;x =2 / 3时 ,极限值为 0 .2 0 0 .超过这一极限 ,Sr将取代Nd .正是由于Sr取代的离子不同 ,而使晶体的晶胞参数呈现不同的变化趋势 ,因而陶瓷的微波介电性能也会发生相应的变化 .     

La2O3掺杂对Ba0.6Sr0.4TiO3-MgO 介电性能的影响

在钛酸锶钡与质量分数为60％的Mg0混合的基础上，进行了‰()3掺杂的系统研究．随‰03掺入量的增加，~r-MgO材料的晶面间距先变大后变小．掺杂适量的La203可降低BST—Iv／go复合材料高频损耗，同时保证适中的介电常数，但过量的Lal03掺杂使得材料的介电常数降得很低．当L赴03掺杂量为叫(L赴03)=0．2％时，~F-MgO材料的介电常数为84．9，损耗为0．006(2．9GHz)，介电常数可调率达14．3％(29．7kV／CITI)．利用电介质理论分析了L赴q对BSW—MgO材料介电性质的改性机理．     

CeO2掺杂(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3压电陶瓷的电子性能与微观结构

采用传统陶瓷工艺制备了CeO2掺杂(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3(缩写为 BNBT6)无铅压电陶瓷.研究了CeO2掺杂量(0～1.0wt%)对BNBT6陶瓷的密度、相结构、微观结构及介电与压电性能的影响.XRD表明,CeO2掺杂量在0～1.0%wt之间变化,没有改变BNBT6陶瓷纯的钙钛矿结构.SEM表明,少量的CeO2掺杂,改变了陶瓷的微观结构.介电温谱表明,随着CeO2掺杂量的增加,铁电相向反铁电相转变温度(Td)降低. 室温下,CeO2掺杂量为0.4wt%时,BNBT6陶瓷样品有很好的性能:密度为5.836g/cm3,压电常数为136pC/N,平面机电藕合系数为30.3%, 相对介电常数为891, 介电损耗为0.0185.     

SAG法Ba_（1－x）Sr_xTiO_3的介电性质

ＸＲＤ法分析和介电测量结果表明，ＳＡＧ法Ｂａ１－ｘＳｒｘＴｉＯ３（ｘ＝０、０．３、０．５和０．７）微粉和陶瓷的室温结构为立方相．其居里温度明显低于相应Ｂａ１－ｘＳｒｘＴｉＯ３晶体或常规工艺陶瓷的值，但居里温度仍随着Ｓｒ２＋含量的增加而线性下降．晶粒含杂质Ｆｅ３＋以及表面富钡可能使其晶格立方化，从而使居里温度下降以及三方－正交和正交－四方铁电相变消失．