低掺杂量MgO对钛酸锶钡陶瓷的结构和性能的影响

采用传统的陶瓷工艺制备了MgO掺杂的Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)陶瓷样品.系统地研究了MgO掺杂量为0.06%～0.18%的Ba0.5Sr0.4TiO3陶瓷的微结构和介电性能.XRD分析显示,在我们所选取的掺杂范围内,MgO并没有影响到BST陶瓷的主晶相钙钛矿结构,且一定量的Mg离子进入到BST的晶格中.扫描电子显微镜对样品的形貌观察揭示了,随着MgO含量的增加其晶粒尺寸逐渐减小.介电性能和介电偏压测试表明,相对未掺杂BST样品的介电损耗明显降低且居里点逐渐向低温移动,可调性随着MgO掺杂量的增加而减小,MgO的掺杂量为0.18%(质量分数)时居里温度移到-49℃,可调性为16%,且样品的居里温度在外加电场作用下向高温方向移动.微波性能测试表明MgO掺杂BST陶瓷相对未掺杂样品具有较高的Q值.     

细晶Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)陶瓷材料的制备与介电性能

采用改进的Sol-gel工艺和传统烧结技术制备了晶粒尺寸在0.15～10μm的Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)陶瓷,观察了样品的显微结构,并对样品的介电性能进行了测试,分析了晶粒尺寸对材料介电性能的影响.实验结果表明:改进的Sol-gel工艺和两步烧结法可以有效地控制Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)陶瓷的晶粒尺寸.晶粒尺寸的降低,材料的介电常数也随之下降,介电峰呈现明显的铁电-顺电弥散相变;但当陶瓷的晶粒尺寸＜1 μm,介电常数出现峰值,铁电相变温区变窄.     

脉冲电流烧结掺杂Ba0.5Sr0.5TiO3陶瓷介电性能的研究

以硝酸钡、硝酸锶、钛酸四丁脂、硝酸铜、硝酸镧以及氨水为原料，利用柠檬酸一硝酸盐燃烧法制备了Ba0．5Sr0．5TiO3(BST)、1mol％Cu^2 掺杂BST、1mol％La^3 掺杂BST，以及0．5mol％Cu^2 和0．5mol％La^3 共掺杂BST粉末．利用脉冲电流(简称PECS)烧结设备烧结所制备的粉体，结果发现掺杂可以大大改善BST陶瓷晶粒大小的均匀性．介电性能测试结果表明1mol％Cu^2 掺杂不仅降低了BST的介电损耗，同时也降低了介电常数，而1mol％La^3 掺杂，以及0．5mol％Cu^2 和0．5mol％La^3 共掺杂降低了BST的介电损耗，但在25℃附近介电常数升高．     

La2O3掺杂对BST/MgO复合陶瓷显微结构和性能的影响

采用固相反应法制备了未掺杂和La2O3掺杂(0.5%、1%、2%(摩尔分数))的Ba0.55Sr0.45TiO3/MgO复合陶瓷材料,并研究了它们的显微结构和各种介电性能.研究结果表明,La2O3除一部分会进入BST晶格獭代Ba或Sr的位置外,还会有一部分与MgO等形成无定形态物质滞留在晶界,起到抑制BST晶粒生长的作用.BST/MgO复合陶瓷的居里温度随La2O3掺杂量的增大而降低,居里温度的降低导致了介电常数的减小.适量的La2O3掺杂提高了复合陶瓷的调谐性,而且La2O3掺杂明显降低了复合陶瓷的微波介电损耗.0.5%(摩尔分数)La2O3掺杂的BST/MgO复合陶瓷具有最佳的综合介电性能,其在10kHz下的调谐性为6.9%(2kV/mm),3.99GHz时的介电常数和介电损耗分别为87.5和3.35×10-3,基本可以满足铁电移相器的使用要求.     

La2O3掺杂（Na0．5 Bi0．5）0．94 Ba0.06 TiO3无铅压电陶瓷的介电弛豫研究

采用固相合成法制备了La2O3掺杂(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3无铅压电陶瓷.研究了La2O3掺杂对(Na1/2Bi1/2)TiO3陶瓷晶体结构、介电性能与介电弛豫行为的影响.XRD分析表明,在所研究的组成范围内陶瓷材料均能够形成纯钙钛矿固溶体.材料的介电常数-温度曲线显示陶瓷具有两个介电反常峰Tf和Tm.修正的居里-维斯公式较好的描述了陶瓷弥散相变特征,弥散指数随La2O3掺杂量的增加而增加.掺杂量较低的陶瓷仅在低温介电反常峰Tf附近表现出明显的频率依赖性,随掺杂量的增加,陶瓷材料在室温和低温介电反常峰Tf之间都表现出明显的频率依赖性.并根据宏畴-微畴转变理论探讨了该体系陶瓷介电弛豫特性的机理.     

B2O3对BaO-Sm2O3-TiO2微波介质陶瓷性能的影响

为了满足微波器件小型化的需要,开发高介电常数的低温烧结微波介质材料成为一种趋势.采用复合掺杂低熔点氧化物来降低BaO-Sm2O3-TiO2系(BST)微波介质陶瓷的烧结温度,通过X射线衍射和扫描电子显微镜分析其物相组成和显微结构,用阻抗分析仪测量了陶瓷材料的介电性能.结果表明:在Ba4(Sm1-0.15Bi0.15)28/3Ti18O54的基质陶瓷材料中,复合掺杂3%的ZnO和2%的B2O3时,其烧结温度为1060℃,得到的BST微波介质陶瓷的介电性能为:εr≈64,tanδ≈1.2×10-3,τf=-8.3×10-5/℃.     

钛酸锶钡纳米粉体的溶胶-凝胶自蔓延燃烧制备及其介电性能研究

采用溶胶-凝胶和自蔓延燃烧技术,制备了平均晶粒尺寸约20nm的Ba0.5Sr0.5TiO3(BST)纳米粉体.将纳米粉体压制成形后进行烧结,得到BST陶瓷.采用XRD、SEM、TEM和LCR数字电桥研究了BST的结构、形貌和介电性质.结果表明,干凝胶自蔓延燃烧后,可直接形成分散性好、颗粒尺寸均匀、具有钙钛矿结构的BST纳米粉体.BST陶瓷压片经1250℃烧结2h后获得了致密的结构和相对较大的介电常数.粉体的结晶温度和烧结体的烧结温度均低于传统工艺.很明显,溶胶-凝胶自蔓延燃烧法在纳米材料的制备方面具有明显的技术优势.     

脉冲激光沉积Ba0.5Sr0.5TiO3、Pb0.5Ba0.5TiO3和Pb0.5Sr0.5TiO3薄膜及其介电性质

采用脉冲激光沉积法,在Pt／Ti／SiO2／Si基底上分剐制备厚度为350nm的Ba0.5Sr0.5TiO3(BST)、Pb0.5Ba0.5TiO3(PBT)和Pb0.5Sr0.5TiO3(PST)薄膜并研究了它们的介电性质。XRD显示,在相同的制备条件下三者具有不同的择优取向,PST具有(110)择优取向,PBT具有(111)择优取向,而BST则是混合取向。SEM显示三者样品表面均匀致密,颗粒尺寸大约在50nm至150nm之间。PST与BST、PBT相比有更高的介电常数,在频率为10kHz时,分别为874、334和355,而损耗都较低,分别为0．0378、0．0316和0．0423,同时PST漏电流也是最小的。测量薄膜的C-V特性扣铁电性能表明室温下BST呈现的是顺电相,PST和PBT则呈铁电相。本文也测量了薄膜在不同频率下的介电温度特性,BST、PBT和PST均表现出频率弥散现象,即随着频率的降低．居里温度降低而介电常数会升高。并测得BST和PST的居里温度分剐为-75和150℃。而PBT的居里温度在250℃以上。本文研究表明：与BST相比较,PBT的介电常数与之相近,漏电流较大;而PST具有高介电常数,较小的漏电流和较大的电容-电压调谐度,在相关半导体器件中的应用将有很大的潜力。     

掺杂Y2O3对钛酸锶钡铁电陶瓷材料显微结构和介电性能的影响

钛酸锶钡(BSTO)铁电陶瓷材料的介电常数随外加直流电场的变化呈现非线性特性.纯BSTO材料由于较高的介电常数和较大的介电损耗不能满足移相器介质材料的要求.通过在BSTO中添加Y2O3来改善BSTO铁电陶瓷材料的介电性能.研究结果是:(1)在BSTO体系中微量掺杂Y2O3,Y3 以取代Ba2 的方式存在于钙钛矿的晶格中,形成均匀的固溶体Ba0.5-xYxSr0.5TiO3;(2)随Y3 添加量的增加,居里峰逐渐变宽,峰高逐渐降低,相变弥散效应增强;(3)Y3 的掺杂能促进BSTO陶瓷的致密化烧结,并显著降低BSTO陶瓷的介电常数.     

水基溶胶-凝胶法制备Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜及其介电性能研究

本文研究了一种以水为溶剂的Ba0．5Sr0.5TiO3（BST）液体源溶液，并用Sol－Gel技术制备出BST薄膜，实验中，对水基BST液体源浓缩凝胶进行了DTA／TGA分析，XRD谱分析显示，BST膜呈现纯钙钛矿相结构．从SEM电镜照片可以看到，BST薄膜厚度均匀一致，650℃热处理20min后，晶粒大小为200nm左右．性能测试结果表明，介电性能与膜厚有关，厚度为1250的BST薄膜具有较优良的介电性能，当测试频率为1kHz时，介电常数为330，介电损耗为0.043左右．     

水基金属有机物分解法制备Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜的研究

制备了水基Ｂａ＾２＋、Ｓｒ＾２＋、Ｔｉ＾４＋三元有机物溶液。根据红外光 谱测定及对比实验分析了溶液配制过程中化学反应机理。采用金属有机物分解法（ＭＯＤ）制备Ｂａ０．５Ｓｒ０．５ＴｉＯ３（ＢＳＴ）薄膜。通过ＸＲＤ、ＳＥ趱 阻抗分析仪等分析测试手段,薄膜的相结构、微观形态及电性能。结果表明,所制备ＢＳＴ薄 数矿晶相结构,结晶完整晶粒小（１０－５０ｎｍ）,显微结构均匀致密,并具有良好的电性能（电容密度为     

Ba_(0.7)Sr_(0.3)TiO_3及其含Pb弥散相铁电体介电性能的研究

用固相反应法制备了Ba_(0.7)Sr_(0.3)TiO_3及其含Pb钛酸锶钡(BPST)陶瓷,运用修正的Smolenski的成分起伏理论和居里外斯定律,结合介电常数温度谱,研究了钙钛矿结构的BST及铅取代的钛酸锶铅钡(BPST)的弥散相,对其相变行为进行了分析,得出了的一些铁电模型参数.结果表明,该系列样品在弥散相变区的弥散指数α为1.29～1.88,相变区间为13.4～22.8℃;在顺电相其居里常量为1.25×10~5～1.47×10~5K数量级.当Pb含量为0.1(即Ba_(0.6)Pb_(0.1)TiO_3)时,居里峰较宽,弥散相明显,故具有较高的调谐温度稳定性.另外铅的加入提高了铁电体的相变温度,从44℃上升到175℃.     

钛酸锶钡的自燃烧法合成、表征及电性能研究

以硝酸钡、硝酸锶、钛酸丁酯和柠檬酸为原料,采用自燃烧法合成了晶粒尺寸～20nm Ba0.5Sr0.5TiO3(BST)超细粉体。利用溶液中各种离子分布与溶液pH值的关系,研究了金属离子-柠檬酸水溶液体系中的络合pH条件,得到了自燃烧制备BST的最佳pH值范围。借助TG-DSC、IR、XRD和TEM研究了硝酸盐-柠檬酸盐干凝胶的自蔓延燃烧机理以及产物的物相结构和形貌特征。结果表明,自燃烧蔓延是在硝酸根离子和羧酸根离子之间进行的热诱导阴离子氧化还原反应,其中,硝酸根离子作氧化剂,羧酸根离子作还原剂。燃烧后得到了分散均匀,团聚少的BST纳米晶。将粉末压片在1100～1250℃烧结2h后,测试了烧结体样品的电容和介电损耗随频率变化的关系,并对变化的原因进行了详细分析。     

Successive relaxor ferroelectric behavior in La modified (Ba,Sr)TiO3 borosilicate glass ceramics

In the present investigation, we are reporting the successive ferroelectric relaxor behavior of (Ba,Sr)TiO₃ borosilicate glass ceramics. The ferroelectric relaxor nature of the present glass ceramics is attributed to structural phase transition from the rhombohedral to orthorhombic to tetragonal to cubic. A very high value of dielectric constant was found to be 89,684 at 100 Hz in glass ceramic sample 64[(Ba_0.7Sr_0.3)TiO₃]–30[2SiO₂–B₂O₃]–5[K₂O]–1[La₂O₃], BST5K1L0.3S831 and such large value may be due to space charge polarization in glassy matrix. The various contribution in polarization processes are confirmed by impedance spectroscopic analysis.     

Comparison of BST film microwave tunable devices based on (100) and (111) MgO substrates

We have increased the figure-of-merit (FOM) of a (Ba,Sr)TiO? (BST) film microwave tunable device by approximately three times for MgO(111) compared with a MgO(100) substrate at a frequency range of 20 GHz. Differences in permittivity and tunability in a BST film may be closely related to the difference in the film strain. The ratio of calculated permittivities of BST(100) and BST(111) films nearly corresponds to that of the FOM in the microwave range, which was rather unexpected because a higher permittivity leads to both larger tunability and dielectric loss in ferroelectrics. From a series of results, it is suggested that there are additional influences of orientation (other than the direct influence of strain itself) on the tunable properties in BST films especially in the high-frequency region.     

Preparation of barium strontium titanate using a modified polymeric precursor method

Barium strontium titanate with Ba/Sr ratio of 50/50 (BST5) was prepared using a modified polymeric precursor method. Unlike other methods, it proved to be cost effective since neither moisture sensitive nor costly starting materials were used for the preparation. The optimum preparation condition was established, and it was found that an annealing temperature of 600 °C with a dwell time of 20 h followed by a heat treatment at 800 °C with dwelling time of 4 h is enough to obtain well crystallized, phase pure fine powder of BST5. The oxide powder thus obtained was single phased, crystalline with cubic structure. The average lattice constant of the polycrystalline oxide was examined using XRD and it was determined to be 0.3950 nm (±0.0003 nm). The average crystallite size of the ceramic was found to be about 25–30 nm. The reaction pathway, temperature of decomposition of the precursor and the temperature of formation of the oxide was found using the data from the EGA-TGA-MS coupled instrument. TGA data showed about 75% of total weight loss over the entire heating process. The SEM studies showed that the grains were in micrometer size range, having high degree of agglomeration and irregular morphology. This process is interesting as it yields phase pure BST5 ceramic at a temperature of 800 °C devoid of secondary phases like (Ba,Sr)₂TiO₄.     

Ba1—xSrxTiO3薄膜的制备及特性研究

用溶胶－凝胶方法制备Ｂａ１－ｘＳｒｘＴｉＯ３（ＢＳＴ）薄膜材料，研究薄的结构和电性能。用ＸＤＲ及ＳＥＭ分析了沉积在硅片上的ＢＳＴ薄膜的结构，测试了在室温下ＢＳＴ薄膜的电滞回线及介电特性。     

(Na0.5Bi0.5)TiO3基无铅压电陶瓷研究进展

综述了（Na0.5Bi0.5)Tio3（简写为NBT）基无铅压电陶瓷的发展现状，特性及影响因素，用分子轨道理论解释了NBT强铁电性的成因，对研究较多的三个体系：NBT-ATiO3(A=Ca,Sr,Ba),NBT-BNbO3(B=Na,K)和NBT－Ln掺杂体系给予了概括介绍，内容包括成分配比，性能和应用，并提出了NBT基无铅压电陶瓷的设计原则。     

纳米(Ba,Sr)TiO_3粉体材料的制备

采用溶胶 -凝胶工艺制备了 (Ba ,Sr)TiO3凝胶 ,并利用微波烧结技术对凝胶进行合成和烧结。结果表明 ,获得的 (Ba ,Sr)TiO3粉体颗粒较细 ,与传统固相反应合成法相比 ,其钙钛矿相的合成温度由 110 0℃降至 90 0℃ ;粉体的颗粒尺寸在 5 0nm附近     

Electrical properties of (Ba,Sr)TiO3 on (Sr,Ca)RuO3 electrode

A perovskite (Sr,Ca)RuO₃ [SCR] electrode has been explored in order to utilize its advantages in structural match with (Ba,Sr)TiO₃ [BST] films, which may enhance the electrical properties of BST films. The SCR electrode led to the leakage current density (10^–7 A/cm²) of BST films an order lower than that on RuO₂. The leakage current was not sensitive to the composition of the SCR electrodes, while the dielectric constant of the BST thin film capacitor ranged from 160 to 280 depending on the Sr/Ca ratio in SCR electrodes. The BST/SCR (Sr/Ca = 7/3) system resulted in a 5–nm thick interfacial layer. Furthermore, the interfacial layer turned out to be partially crystallized according to the lattice image taken by an HRTEM. It is believed that such enhancement in electrical properties of BST films could be induced by the improvement of interfacial characteristics through structural matching.