BiFeO_3掺杂对CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷结构和介电性能的影响

采用固相反应法制备了BiFeO3掺杂的CaCu3Ti4O12(CCTO)陶瓷,研究了BiFeO3掺杂量对CCTO陶瓷的烧结性能、晶体结构和介电性能的影响。结果表明,BiFeO3掺杂改善了CCTO陶瓷的烧结性能。随BiFeO3掺杂量的增加,CCTO陶瓷的晶格常数和εr均先增大而后减小;而tanδ先几乎不变而后增大。当x(BiFeO3)为0.5%,1040℃烧结的CCTO陶瓷样品在1kHz时具有巨介电常数(εr=14559)和较低的介质损耗(tanδ=0.12)。     

烧成工艺对CaCu3Ti4O12陶瓷介电性能的影响

采用短时间烧结制备了CaCu3Ti4O12(CCTO)陶瓷,并详细研究了预烧温度、烧结温度等工艺对结构和性能的影响。研究了εr和tanδ随测试频率(20Hz～1MHz)、温度(25～150℃)的变化规律。结果表明:CCTO陶瓷的性能对烧成工艺非常敏感。较低的预烧温度较容易获得高εr(εr为11248)的CCTO陶瓷。     

Li_2O-B_2O_3-SiO_2掺杂低温烧结CLST陶瓷的介电性能

通过Li2O-B2O3-SiO(2LBS)玻璃的有效掺杂,低温液相烧结制备了16CaO-9Li2O-12Sm2O3-63TiO(2CLST)陶瓷。研究了LBS掺杂量对其烧结性能、相组成及介电性能的影响。结果表明:通过掺杂LBS,使CLST陶瓷的烧结温度由1300℃降至1000℃,且无第二相生成。随LBS掺杂量的增加,tanδ显著降低,τf趋近于零。当w(LBS)为10%时,CLST陶瓷在1000℃烧结3h获得最佳介电性能:tanδ为0.0045,τf为4×10–6/℃,虽然εr由105.0降至71.0,但仍属于高εr范围。     

Nd3+、Li1+对CaTiO3微波介电性能的影响

研究了Nd3 、Li1 取代对CaTiO3微波介电性能的影响。以x=0.39的Ca1-xNd2x/3TiO3(CNT)为典型材料,在1 300~1 380℃烧结制备CNT。在1 350℃烧结4 h,可制备出介电常数rε=109.24,品质因数与频率之积Qf=8 650 GHz,谐振频率温度系数τf= 243×10-6/℃的CNT(x=0.39)微波陶瓷。对于(1-y)Ca1-xNd2x/3TiO3-yLi1/2Nd1/2TiO3(CNLNT),采用一步预合成法在1 200~1 380℃烧结制备CNLNT(x=0.39,y=0.49)微波陶瓷。随着烧结温度的提高,CNLNT(x=0.39,y=0.49)陶瓷的rε下降,τf略有下降。当烧结温度超过1 300℃时,Qf值下降。在1 300℃烧结4 h,rε=104,Qf=3 440 GHz,τf= 9×10-6/℃。     

0.92MgAl_2O_4-0.08(Ca_(0.8)Sr_(0.2))TiO_3介质陶瓷微波烧结的研究

采用微波烧结法和常规烧结法制备0.92MgAl2O4-0.08(Ca0.8Sr0.2)TiO3微波介质陶瓷,研究了两种烧结方式对陶瓷烧结性能、微观结构、相组成和介电性能的影响。结果表明:与传统烧结方式相比,微波烧结0.92Mg Al2O4-0.08(Ca0.8Sr0.2)TiO3陶瓷缩短了烧结周期,其物相组成无变化,微波烧结后的样品致密度高,晶粒细小,分布均匀,介电性能更加优异。在1 440℃下采用微波烧结20 min制备的0.92MgAl2O4-0.08(Ca0.8Sr0.2)TiO3陶瓷获得最佳的介电性能,εr=11.20,Q×f=56 217 GHz,τf=–3.4×10–6/℃。     

(1-x)LaAlO_3-xSrTiO_3陶瓷结构及介电性能研究

采用固相法制备了钙钛矿型(1-x)LaAlO_3-xSrTiO_3介质陶瓷,研究了其烧结特性、显微结构和介电性能。结果表明,随SrTiO_3含量增加,陶瓷主晶相由三方相变化为正交相,再到立方相;相对介电常数εr、谐振频率温度系数τf随SrTiO_3含量增加而增加,介电损耗tanδ与陶瓷相结构转变有关。当x=0.46,且在1 550℃烧结4h,试样晶粒发育良好,结构致密,晶界清晰,可得介电性能εr=35.7,tanδ=3.01×10~(-4),τf=-14.6×10~(-6)/℃。     

B2O3掺杂对Ba0.6Sr0.4TiO3/MgO陶瓷介电性能的影响

采用XRD和SEM对B2O3掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3/MgO(简称为BSTM)陶瓷致密化行为和介电性能进行了研究。结果表明:掺杂适量B2O3可明显降低BSTM陶瓷的烧结温度,在1480℃时即可烧结致密化,比未掺杂的BSTM陶瓷烧结温度降低70℃;掺杂量不同,则B2O3在陶瓷体中的存在形式不同,引起其介电性能相应变化;1480℃下烧结,B2O3掺杂量为0.8%(质量分数)时,10kHz下测得试样的εr为138,tanδ为0.0034,εr可调率达12.6%(3MV/m),性能有所提高。     

Ba-Bi复合掺杂对Y_2O_3·2TiO_2微波介质陶瓷性能的影响

采用Ba-Bi复合掺杂对Y2O3·2TiO2微波介质陶瓷进行改性,以降低其烧结温度并改善其介电性能。在固定Bi2Ti2O7掺杂量为质量分数8%的基础上,研究了BaCO3掺杂量对陶瓷微结构、烧结性能和介电性能的影响。结果表明:当w(BaCO3)为1%时,在较低的烧结温度(约1280℃)下保温2h制备了一种新型中介电常数Y2O3·2TiO2微波介质陶瓷。该陶瓷具有较好的介电性能:在1MHz下,εr≈72.5,tanδ≈2.5×10-3;在微波频率(5.03GHz)下,εr=72.1,Q·f值为2241.0GHz。     

(Mg_(1–x)Zn_x)TiO_3系陶瓷微波介电性能的研究

以MgCO3、ZnO和TiO2为原料,用固相反应法制备了(Mg1–xZnx)TiO3(MZT)系陶瓷。研究了ZnO含量对其微观结构和微波介电性能的影响。结果表明:添加适量ZnO,可有效降低烧结温度,拓宽烧结温度范围。当x(ZnO)为30%,烧结温度为1250℃时,MZT陶瓷具有优良微波介电性能,εr为16～18,Q·f为90000GHz,τc为–5.1×10–7℃–1。     

助剂对ZnO-SiO2陶瓷烧结和性能的影响

研究了Bi2O3-SiO2烧结助剂预合成对ZnO-0.6SiO2陶瓷烧结和微波介电性能的影响。750℃预烧后的Bi2O3-SiO2烧结助剂能形成液相,有效地将ZnO-0.6SiO2陶瓷的烧结温度从1 380℃降至990℃。随助剂添加量的增加,ZnO-0.6SiO2陶瓷的介电常数(rε)略有提高,品质因数(Q×f)随之下降,频率温度系数(τf)无明显变化。添加3%~10%(质量分数)预合成的Bi2O3-SiO2助剂后,ZnO-0.6SiO2陶瓷在990℃保温2 h,获得微波介电性能为:rε=6.19~6.59,Q×f=37 500~41 800 GHz(测试频率f=11 GHz),τf=(-52.9~-50.1)×10-6/℃。     

低损耗高介电常数CCTO陶瓷的制备与性能研究

为了降低CaCu3Ti4O12(CCTO)陶瓷材料的介质损耗,采用传统固相反应法制备了组分为CaCu3–yZry/2Ti4O12(CCZTO)的陶瓷样品。研究了ZrO2掺杂对CCTO陶瓷性能的影响。结果表明:所制CCZTO陶瓷样品在维持了CCTO陶瓷材料介电常数大、低频介电常数随频率和温度变化小的优点的同时,介质损耗大幅降低;其介电常数和介质损耗的指标满足美国电子工业协会EIAZ5U标准,而温度系数αc性能指标优于EIAX7A标准所规定的±55×10–6/℃,是一种综合性能技术指标优良的新型高介电常数陶瓷材料。     

Effects of Carbon Coating on Microstructure and Dielectric Properties of CaCu3Ti4O12

CaCu₃Ti₄O₁₂ (CCTO) powders coated with carbon were synthesized by using a high-energy ball milling method. The obtained samples were characterized by x-ray diffraction, transmission electron microscopy and scanning electron microscopy. The carbon-coated CCTO particles had a rough surface, which resulted from the growth of the carbon coating on the CCTO particles. It was found that the CCTO phase was observed as the major phase and no reaction occurred between the carbon and CCTO during the sintering process. The grain size of the CCTO ceramics decreased with the increase in carbon content, which indicated that carbon inhibits grain growth of CCTO ceramics. Specially, the dielectric constant decreased with the increase in carbon content. And CCTO1 ceramic (mass ratio of CCTO: carbon = 10:1) showed a lower dielectric constant (3.74 × 10⁴), with the dielectric loss value (0.04) much lower than that of CCTO at 20°C (10 k Hz).     

Bi0.5(Na1-x-yKxLiy)0.5TiO3陶瓷的介电性能与微观结构

利用传统陶瓷工艺制备了新型的Bi0.5(Na1-x-yKxLiy)0.5TiO3无铅压电陶瓷,研究了陶瓷的介电性能和微观结构。研究结果表明,介电常数εr和介质损耗tgδ在K含量为0.20~0.25(摩尔分数)时达到最大值,且随Li含量的增加而增大;介温曲线表明,Bi0.5(Na1-x-yKxLiy)0.5TiO3陶瓷在110~210℃之间出现介质损耗峰,在300~350℃附近出现比较平坦的介电常数峰;陶瓷的最佳烧结条件为1 100~1 150℃,2~3 h;陶瓷晶粒有规则的几何外形,晶粒尺寸为1.2~2.5 m;Li含量越高,陶瓷的烧结温度越低;K促进了晶粒特定方向的生长。     

MoO3掺杂对BiNbO4陶瓷微波介电性能的影响

采用固相反应法,研究了MoO3掺杂对BiNbO4陶瓷微结构、烧结特性和微波介电性能的影响。对相对介电常数εr和品质因数Q随烧结温度的变化以及谐振频率温度系数随MoO3掺杂量的变化也进行了研究。MoO3的掺杂量x低于0.05时,实现了BiNbO4陶瓷在970℃以下的低温烧结,并且相转变温度也降低了约60℃。通过对εr以及介质损耗随温度的变化特性的研究,证实了缺陷偶极子对材料介电性能的影响。     

BiVO4掺杂对CLST介质陶瓷介电性能的影响

采用传统陶瓷工艺制备了BiVO4掺杂的CaO-Li2O-Sm2O3-TiO2(CLST)介质陶瓷,用X-射线衍射仪、扫描电镜及电感-电容-电阻测试仪等对其烧结特性、相结构及介电性能进行了系统研究.结果表明,BiVO4掺杂能显著降低CLST陶瓷的烧结温度,由1 300 ℃降至1 200 ℃.BiVO4掺杂量为1%,烧结温度为1 200 ℃时,CLST陶瓷具有较好的综合介电性能:εr＝88,tan δ＝0.018,τ f =-30×10-6/℃.     

CoO掺杂95MCT陶瓷的微波介电性能

采用固相反应法制备了CoO掺杂的0.95MgTiO_3-0.05CaTiO_3(95MCT)介质陶瓷.研究了CoO掺杂对95MCT介质陶瓷烧结特性、相结构和微波介电性能的影响.结果表明,CoO掺杂的95MCT陶瓷的主晶相为MgTiO_3和CaTiO_3两相结构;CoO掺杂能有效降低95MCT陶瓷的烧结温度至1 250 ℃,同时提高陶瓷的品质因数.w(CoO)=2.6%的95MCT陶瓷在1 250 ℃烧结获得最佳性能,即介电常数ε_r =20.9,品质因数与频率的乘积Q×f= 48 908,介电常数温度系数α_c=1.06×10~(-5).     

Co_2O_3掺杂对0.965MgTiO_3-0.035SrTiO_3微波介质陶瓷性能的影响

采用传统电子陶瓷制备方法研究了Co2O3(1.5%～5.0%,质量分数)掺杂的0.965MgTiO3-0.035SrTiO3(MST0.035)微波介质陶瓷,分析了Co2O3含量对MST0.035陶瓷的烧结性能、晶相结构、显微形貌以及微波介电性能的影响。结果表明:Co2O3的掺杂促进了MST0.035陶瓷的烧结。随着Co2O3掺杂量的增加,陶瓷介电常数略有下降,谐振频率温度系数以及品质因数增加,同时中间相MgTi2O5逐渐减少直至完全消失。当Co2O3掺杂量为质量分数3.0%时,MST0.035陶瓷的烧结温度由1 380℃降低到1 290℃,其烧结所得的样品具有优良的微波介电性能:谐振频率温度系数τf=–2.53×10–6/℃,高的品质因数Q·f=19 006 GHz和介电常数εr=20.5。