亚微米晶X7R钛酸钡陶瓷微结构控制与性能的研究

对纳米/亚微米晶X7R钛酸钡陶瓷微结构控制与性能进行了系统的研究.尝试通过两段法烧结技术控制陶瓷的微观结构,制备出纳米/亚微米晶的BaTiO3基符合X7R标准的陶瓷材料.利用SEM和介电频谱等试验手段,对材料组成、显微结构、介电性能等进行了分析.两段法烧结制备的BaTiO3基X7R抗还原陶瓷材料具有以下技术指标室温介电常数在2000～2500左右,容温变化率在±15%之内,介电损耗在2%以内,晶粒尺寸在300nm左右.与普通烧结相比,所制备的陶瓷具有细晶、致密、粒度均匀和高的介电性能等特点.     

纳米添加剂改性钛酸钡系统介电性能

采用溶胶-凝胶法制备BaTiO3纳米粉料,研究了热处理温度对纳米粉料尺寸的影响,在800℃热处理可获得粒径约60 nm粉料.BaTiO3纳米粉料具有颗粒表面积大,反应活性高等特点,以此作为添加剂研究纳米粉料对BaTiO3陶瓷微观结构和介电常数的影响.BaTiO3纳米粉料能促使陶瓷致密同时,极大地提高了BaTiO3系统陶瓷的介电常数.用固相烧结理论中的颈长速度方程、线收缩率方程对其内在机理进行了分析.实验表明,添加6%(质量分数,下同)纳米BaTiO3的陶瓷体系,具有最大的介电常数.其主要工艺条件和性能参数为:烧结温度1240℃保温6 h,在1 kHz下ε≈5500.     

纳米WC—Co复合粉的烧结特征

对纳米 WC— Co复合粉的烧结特征以及怎样充分利用这一特征来控制合金晶粒长大进行了介绍。指出 ,由喷雾转化法生产的纳米 WC— Co复合粉是一种预合金粉 ,它的烧结应该属于超固相线液相烧结范畴。与传统的液相烧结相比 ,超固相线液相烧结时 ,合金的微观结构和性能对烧结温度、工艺参数及合金成分更为敏感 ,因此必须对这些参数进行严格控制     

Li2CO3掺杂BaTiO3无铅压电陶瓷的低温烧结

以Li2CO3作为烧结助剂,采用传统固相烧结法制备BaTiO3陶瓷。研究了烧结温度(1000~1150℃)和Li2CO3添加质量分数(0%~5%)对BaTiO3陶瓷结构和电学性能的影响。结果表明:Li2CO3的掺入有效地促进了陶瓷的烧结,使BaTiO3的烧结温度从1300℃以上降低到1050℃。X射线衍射结果表明:未掺Li2CO3的BaTiO3陶瓷样品为四方相结构,掺Li2CO3的BaTiO3陶瓷样品为正交相结构。Li2CO3掺量为1%的陶瓷样品具有较高的致密度,且在1050℃时获得最大值,其相对密度可达94%。当烧结温度为1100℃时,BaTiO3陶瓷的压电常数d33获得最大值,且d33随着Li2CO3掺量的增加而降低。其中Li2CO3掺量为1%时陶瓷具有较好的电性能:d33=200pC/N,εr=1322,TC=115℃。     

预烧温度对BaTiO3基X7R陶瓷相结构和介电性能的影响

采用传统电子陶瓷工艺制备了符合X7R指标的BaTiO3陶瓷系统,研究了预烧过程对该系统结构和介电性能的影响.XRD和SEM分析表明,对BaTiO3粉料的预烧增大了晶粒尺寸并增加了c/a比,预烧过程通过增加c/a比提高了铁电性,极大地提升了介电常数,但是由于电畴重定向的驰豫机制也导致了损耗角的少量增加.没有经过预烧的BaTiO3陶瓷(1240℃烧结),其相结构近似立方相(c/a=1.0005),而把BaTiO3粉料经过预烧(1200℃),同样烧结条件(1240℃)的BaTiO3陶瓷相结构为四方相c/a=1.0030.BaTio3系统在1200℃预烧和1240℃烧结得到的样品具有满足X7R指标的优良介电性能,其介电性能为εr≥4500,⊿εr/εr≤±15%(-55～125℃),tanδ≤0.012(25℃).     

钨钼烧结棒轧制变形的基础与经验

在西德VEB NARVA “Rosa Luxemburg”联合企业与西德德雷斯登科学院固体物理和材料科学中心研究所及东德里扎轧制与冶金技术工程学校的紧密配合下,研究了一种可供中型冶金企业使用的纯Mo-K-Si合金以及含或不含添加剂的钨之经济而工序简单的轧制方法。该方法与常使用的锤锻方法相比具有以下主要优点: 1.难熔金属棒可以直接在烧结状态中进行加工,而且方形截面棒或者等静挤压和间接烧结成的圆棒也适用。2.与锤锻方法相比,轧制时较高的变形度有利地促进了组织进展,特别是对于孔隙焊合更有利,必要时可逐道次检查控制情况。3.用轧制方法生产的半成品可满足电光源制造工业对焊接技术(比如钨-镧电极)的高要求,同时也能满足电触头生产厂家的要求。4.与普通热锻方法相比,新的轧制工艺有较高的变形速度,且缩减了某些轧制工序,因此可大大地提高生产率。5.采用轧制法明显地节省了电能和生产辅助材料(如煤气、锤锻模具用的特殊钢等等)。轧制设备(二辊轧机),包括烧结金属棒连续送入的加热设备在内,投资合理。6.特别是开坯轧制的精确供料设备,可通过调整前后加工工序来实现。如果需要中间热处理,那么只需略微改变一下现有丝材的标准生产工艺即可。而且通过前后加工工序的最佳化,可以探索出进一步提高产量的途径。7.新的轧制方法也将改善工作条件,并大大地减小生产W-Mo烧结棒的噪音和锤锻机的振动。     

溶胶-凝胶法制备高稳定性CrxNi1.0Mn2.0-xO4系列热敏电阻

用溶胶-凝胶(Sol-gel)技术及柠檬酸自燃方法制备了CrxNi1.0Mn2.0-xO4(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)系列新型的纳米氧化物超细粉体.并将得到的超细粉体经过压片、烧结、封装等工艺制得一类精度与稳定性均优异的负温度系数热敏电阻.用扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)观测与确定了超细粉体与烧结体的晶粒大小、形貌特征与晶相.同时研究了晶粒的微结构随烧结温度的变化规律.用电阻测量手段表征了烧结体材料的电阻及材料的老化性能.研究结果表明:随着铬离子含量的增加,所得热敏电阻的阻值增大.在所有获得的材料中,其灵敏度B值均大于4100 K.经过老化处理后,其老化稳定性提高46%.可认为该系列热敏电阻是一种具有实际应用价值的负系数热敏电阻.     

氮化铝陶瓷低温烧结过程中的液相迁移与表层晶粒生长

对YF3-CaF2烧结助剂体系的氮化铝(AlN)低温烧结过程中液相向表面迁移的现象和表层晶粒生长进行了研究, 同时分析讨论了液相迁移的机制. AlN低温烧结过程中液相向表面的迁移, 有利于减少晶界相, 提高其热导率. 然而, 液相向表面过量迁移和富集则导致了表层晶粒的异常生长, 坯体内部由于缺乏液相烧结助剂不能实现致密化, 这一现象也造成陶瓷基板的翘曲. AlN陶瓷坯体在烧结起始阶段的快速收缩和坯体内部AlN晶界两面角大于72.5°都有助于液相向表面迁移. 低温烧结后陶瓷表面的主要物相是AlN和Y2O3, Y2O3的出现并被碳热还原生成可挥发的YN可能是表面呈现蓝紫色的原因. 表面Y2O3的产生与钇铝酸盐(Y3Al5O12, Y4Al2O9)液相迁移至AlN陶瓷表面并与炉中碳气氛发生碳热还原有关.     

锰掺杂对（Na0.5Bi0.5）TiO3-BaTiO3-（K0.5Bi0.5）TiO3陶瓷介电和压电性能的影响

采用传统陶瓷工艺制备了锰掺杂0.8(Na0.5Bi0.5)TiO3-0.1BaTiO3-0.1(K0.5Bi0.5)TiO3(BNT-B-BKT)无铅压电陶瓷材料,研究了材料的介电、压电和铁电性能.发现锰掺杂大幅降低了0.8(Na0.5Bi0.5)TiO3-0.1BaTiO3-0.1(K0.5Bi0.5)TiO3陶瓷的电导率和矫顽场,最佳掺杂量为0.1%(质量分数),该配方的最佳烧结温度为1150℃.这一温度下烧结所得样品在130℃时的电导率仅为1.36×10-1Ω-1cm-1,约为掺杂前的1/40,矫顽场Ec仅为2.78 kV/mm,剩余极化强度Pr为38μC/cm2,压电系数d33达到143 pC/N.     

BaTiO3和MgCuZn铁氧体复合体系的共烧行为

借助于XRD,TMA,SEM和EDS等技术,对具有电容和电感两种特性的BaTiO3和MgCuZn铁氧体复合体系的共烧行为进行了研究.物相分析表明,复合体系均由MgCuZn铁氧体和BaTiO3两相所组成,而无杂相的存在.共烧行为研究表明,BaTiO3和MgCuZn铁氧体的烧成收缩和烧成收缩率存在差异,导致将上述两种材料直接进行叠层共烧时将不可避免地产生缺陷.通过工艺的调节和控制,将MgCuZn铁氧体和BaTiO3形成复合体系,两者可以较好的实现共烧.显微结构表明复合材料晶粒细小(小于2μm),有利于集成复合元件的生产(如集成的LC滤波器).