Nb、Co、La掺杂对BaTiO3介质陶瓷性能的影响

为了改善钛酸钡基陶瓷的烧结性能,调控细晶结构,提高工艺稳定性和材料的介电特性,采用铌、钴、镧的柠檬酸-EDTA金属有机盐复合螯合前驱液表面包覆法对水热BaTiO3(BT)粉体进行Nb2O5、CoO、La2O3掺杂改性。实验结果表明:该工艺能够实现改性组分金属有机盐前驱物在BT上的均匀包覆,形成(Ba1–3Lax)(Ti1–Nb2Cox)O3x/2xx/3/3固溶体。当r(Nb/Co)>2时,材料呈铁电弛豫特性;r(Nb/Co)<2时,呈一般铁电特性;当r(Nb/Co)=2,随着La掺量的增加,材料的铁电弛豫特性增加;当r(Nb/Co)>2和r(Nb/Co)<2时,则La的掺量对材料的介电温度特性影响不大。     

高相对密度低电阻率ZTO陶瓷靶材的烧结与性能

采用传统的固相烧结方法制备了ZnO:Ti(ZTO)陶瓷靶材,研究了TiO2掺杂量及烧结温度对靶材的微观结构、相对密度和电性能的影响。结果表明:添加适量的TiO2能促进ZTO陶瓷晶粒长大及组织均匀化,掺杂过量TiO2使ZTO陶瓷中析出ZnTi2O4;随TiO2掺杂量的增大,陶瓷靶材的电阻率ρ先快速下降后缓慢升高,当掺杂的x(TiO2)为0.5%,烧结温度为1350℃时,其ρ为1.480?.cm,相对密度为97.7%;当烧结温度为1400℃时,陶瓷靶材的ρ最低(0.305?.cm),其相对密度为97.9%。     

X7R型BaTiO3基复相陶瓷的制备和表征

本文使用ZBSO纳米复合物作为助烧剂,利用溶胶-凝胶法制备了钛酸钡(高温组元,记为BT)和Nb、Co、Nd掺杂钛酸钡基(低温组元,记为BTCNC)复相陶瓷。研究了高低温组元比例对陶瓷相组成,微观结构和介电性能的影响。实验结果表明,当高低元配比为0.83BT~0.17BTNCN时,加入0.25 wt%的助烧剂,所得复相陶瓷在1 200℃烧结6h后,其介电性能满足X7R标准,最大容温变化率小于13%。     

铌钴镧掺杂对BaTiO3陶瓷结构与介电性能的影响

根据超薄介质层对高介电常数和细晶结构介质陶瓷材料的需要,采用非均匀形核淀积方法实现Nb、Co、La的氧化物与BaTiO3(BT)水热粉体在纳米水平上的均匀混合。研究了该方法制备的Nb、Co、La掺杂BT陶瓷的相结构、显微结构以及介电性能。实验发现,La、Nb、Co的掺杂可获得致密细晶BT陶瓷,晶粒尺寸可控制在300nm范围内,室温相对介电常数达到3400,介温稳定性符合X7R要求。     

BaTiO_3基无铅PTC热敏电阻材料的制备与研究

利用传统陶瓷工艺制备了掺杂(Bi0.5Na0.5)TiO3(BNT),CaCO3和Mn(NO3)2的钛酸钡基无铅PTC陶瓷材料(Bi0.5Na0.5)xBa1–xTiO3-yCaCO3-0.000 2Mn(NO3)2(x=0.005,0.020,0.040,0.080;y=0,0.02,0.04,0.06,0.08),研究了BNT和CaCO3的掺杂量对所制陶瓷微观结构和导电特性的影响。结果表明:试样的晶格常数比c/a、居里温度tC以及室温电阻率ρ25均随着BNT掺杂量的增加而增大;CaCO3的加入能有效降低样品的室温电阻率。当x=0.080,y=0.06时所制得材料的性能最好,其室温电阻率为7×102.cm,居里温度高于150℃,升阻比(ρmax/ρmin)达到103。     

CBS掺杂对钛酸钡陶瓷介电性能的影响

研究了钙硼硅(CBS)微晶玻璃掺杂BaTiO3(BT)-Nb2O5-ZnO系统的微结构和介电性能,并用掺杂后晶粒壳与晶粒芯体积分数的变化规律分析了其改性机理。对比SEM照片得出,不同含量CBS掺杂BT的室温εr与掺杂后BT陶瓷的晶粒生长情况以及玻璃相的多少和分布密切相关。经优化配方和工艺后,在空气中于1150℃烧成的BaTiO3陶瓷材料的主要性能指标达到:εr25℃>1350,tgδ≤1.0×10-2,ρ≥1011?·cm,最大电容量变化率不超过±10%(-55～+150℃),适于制备中温烧结X8R多层陶瓷电容器。     

NTC热敏陶瓷用Mn_(0.43)Ni_(0.9)CuFe_(0.67)O_4的Pechini法合成及性能研究

采用Pechini法,成功制备了Mn0.43Ni0.9CuFe0.67O4纳米粉体。聚合前驱体在400~700℃下煅烧,采用热重-差热分析(TG-DTA)、红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、粒度分布和扫描电镜(SEM)对产物进行了表征。煅烧后,在900~1200℃烧结,测试了烧结陶瓷的电学性能参数:电阻率ρ和材料常数B。结果表明,粉体的分解温度为300℃,由无定形相开始结晶;晶体结构不同于传统NTC材料的单一尖晶体结构,而是尖晶石相和单斜CuO相组成的固溶体;单斜CuO相对陶瓷的电学性能有较大影响。烧结性质表明,最佳烧结温度为1100℃,致密度为96%,2ρ5℃为600Ω.cm,材料常数B25℃/50℃为2000。     

Nb掺杂量对SrBiFeO基陶瓷NTC特性的影响

采用传统固相法,按化学式Sr0.65Bi1-xFe0.35NbxO3(x=0.01,0.02,0.05,0.10和0.20)制备了具有NTC特性的Nb掺杂SrBiFeO基陶瓷试样。研究了Nb掺杂量对其NTC特性的影响。结果表明:试样的ρ25和B25/85值随着Nb含量的增加都呈现增加趋势;在25~200℃的测试温区内,其电阻率–温度特性呈现近似的线性关系;当x为0.05时,线性关系较好,其中ρ25的值约为6700?·cm,B25/85值约为3540K。     

烧结温度对锆钛酸钡钙陶瓷微结构及储能特性的影响

采用溶胶-凝胶法制备锆钛酸钡钙粉体,通过常压烧结制备锆钛酸钡钙陶瓷(Ba_(0.85)Ca_(0.15)Ti_(0.90)Zr_(0.10)O_3),借助XRD、扫描电镜、阻抗分析仪、铁电综合测试仪等表征手段系统研究了烧结温度对其微结构、电性能以及储能特性的影响。结果表明:较高的烧结温度有利于获得致密性好、晶粒尺寸较大的锆钛酸钡钙陶瓷;相对于1330℃,1430℃下制备的锆钛酸钡钙陶瓷的剩余极化强度、相对介电常数均更高,而介电损耗更低,但烧结温度为1330℃时制备的锆钛酸钡钙陶瓷的储能密度以及储能效率均优于烧结温度为1430℃时制备的样品。     

SiO_2掺杂低温烧结PMMNS压电陶瓷的结构和性能

采用固相二步合成法制备SiO2掺杂Pb(Mg1/3Nb2/3)0.05(Mn1/3Nb2/3)0.04(Mn1/3Sb2/3)0.01Zr0.45Ti0.45O3(PMMNS)压电陶瓷,探讨了不同SiO2掺杂量对陶瓷样品的相结构和机电性能的影响。结果表明:在烧结温度为980℃时,可以得到纯钙钛矿结构PMMNS陶瓷。SiO2的加入,明显降低了PMMNS陶瓷的烧结温度。当SiO2的掺杂量为质量分数0.10%时,所得性能最佳:kp=0.51,d33=323pC/N,Qm=1475,tanδ=0.0038和εr=1762。     

BBSM烧结助剂对低温烧结PTCR陶瓷性能的影响

为了提高低温烧结BaTiO3基热敏陶瓷的PTC效应,提出在BaO-B2O3-SiO2烧结助剂中加入MnO(以Mn(NO3)2形式加入)的方法,研究了BaO-B2O3-SiO2-MnO(BBSM)烧结助剂对Y3+掺杂BaTiO3基热敏陶瓷的低温烧结和PTC特性的影响。结果表明:含有x[Mn(NO3)2]为0.06%的BBSM烧结助剂的样品,在1050℃保温3h下烧结后,其室温电阻率为306Ω·cm,升阻比为4.23×103。     

稀土掺杂BTO基纳米陶瓷的制备及介电性能

采用"连续有序可控爆发式成核"纳米粉体制备技术,以BaCl2、SrCl2.6H2O、TiCl4为原料制备了BaxSr1–xTiO3及BaxSr1–x–yGdyTiO3纳米粉体和陶瓷,研究了所制粉体和陶瓷的微观结构及性能。结果表明:所制纳米粉体分散性好,粒径分布范围窄,平均粒径小于40nm;BaxSr1–xTiO3介电常数随锶掺杂量的增加有增大的趋势,在1 325℃烧结得到的Ba0.7Sr0.3TiO3陶瓷的介电常数最大,达到30 000 F/m。BaxSr1–x–yGdyTiO3介电常数随Gd掺杂量的增加趋于减小,在1 325℃烧结得到的Ba0.8Sr0.18Gd0.02TiO3的介电常数最大,达到近25 000 F/m。     

双粒径组分YSZ陶瓷的烧结致密化研究

为了在低于1400℃的烧结温度下获得相对密度高于95%的氧化钇稳定氧化锆(YSZ)陶瓷,将粒径不同的YSZ粉体球磨混合成双粒径组分粉体,采用流延成型工艺制得生坯并分别在1 350,1 400,1 450℃下进行烧结。研究了双粒径粉体的组分对所制YSZ陶瓷性能的影响。结果表明:粗细粉组成的双粒径粉体试样烧结密度较之单一原料粉体有所提高,微米级(中径1.46μm)粉体与造粒后的纳米级(中径90 nm)粉体进行级配(质量比7∶3)后在1 350℃烧结所制的YSZ陶瓷相对密度达到97%。     

Gd(Sm)掺杂CeO2的沉淀法合成与导电性能研究

采用碳酸盐共沉淀法合成Ce0.8Gd0.2O1.9和Ce0.8Sm0.2O1.9粉体,并用交流阻抗谱法研究其氧离子导电性能。结果表明,在600℃的热处理温度下,可以合成出单一萤石结构的超微细粉体(~200nm),在1400℃烧结后其相对密度达到95%以上。在测试温度为800℃时,Ce0.8Gd0.2O1.9和Ce0.8Sm0.2O1.9的氧离子电导率分别达到7.8×10–1S·cm–1和8.5×10–1S·cm–1。在400~800℃范围内,其氧离子导电活化能分别为0.80eV和0.72eV。     

低温烧结AlN陶瓷基片

通过添加助烧结剂和改进粉体性能，进行ＡｌＮ陶瓷的低温致密化烧结。研究结果表明，添加以Ｄｙ２Ｏ３为主的助烧结剂系统，在１６５０℃下，无压烧结４ｈ，热导率高达１５６Ｗ／（ｍ·Ｋ）；而对ＡｌＮ粉体进行冲击波处理，可以提高粉体的烧结活性，使烧结温度降低２５℃。讨论了低温烧结ＡｌＮ陶瓷基片及低温共烧多层ＡｌＮ陶瓷基片的制备工艺。两步排胶法可以较好地解决金属Ｗ氧化及ＡｌＮ陶瓷颗粒表面吸附残余碳的问题，是制备ＡｌＮ陶瓷与金属Ｗ共烧多层基片的有效排胶方法。     

预烧温度对PZN-PZT压电陶瓷电性能的影响

采用传统固相法制备了化学计量比为0.3Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.35PbTiO3-0.35PbZrO3的压电陶瓷,研究了所制陶瓷的预合成温度对其微观结构和压电介电性能的影响。结果显示,当预合成温度大于800℃时可以获得纯钙钛矿相,低于800℃钙钛矿主晶相不明显且有很多杂相产生。当预烧温度为775℃时,经1 125℃保温3 h烧结的陶瓷具有最佳综合性能:d33=431 pC/N、k31=0.36、Ec=9.98×103 V/mm、Pr=22.52×10–6 C/cm2、εr=1 874、tanδ=0.024、ρ=7.88 g/cm3。     

sol-gel燃烧合成CLST陶瓷

采用sol-gel法合成了CaO-Li2O-Sm2O3-TiO2(CLST)陶瓷粉体。用XRD、TEM等手段对CLST粉体和CLST陶瓷的相结构和形貌进行了表征,同时测试了不同烧结温度的CLST陶瓷的介电性能。结果表明:CLST前驱体在900℃煅烧3h,晶体结构已经完全形成,主晶相为斜方钙钛矿结构,一次粒子粒径约60nm。1150℃烧结3h时,CLST陶瓷表现出优良的介电性能:εr为110,tanδ为0.008,τf为11×10–6/℃。