烧结温度对Ba(Zr_(0.2)Ti_(0.8))O_3陶瓷的介电性能的影响

锆钛酸钡陶瓷由于具有优异的电学性能广泛应用于多层陶瓷电容器(MLCC)等电子元器件。在传统的固相反应制备工艺中,固相反应的烧结温度直接影响着陶瓷的晶体结构、微观形貌和介电性能等。本文采用固相反应法,通过控制不同的烧结温度,制备出一系列的Ba(Zr_(0.2)Ti_(0.8))O_3陶瓷样品。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、阻抗分析仪对其晶体结构、微观形貌、介电性能等物理性能进行表征。结果表明烧结温度在1255～1315℃下,X射线衍射图谱显示锆钛酸钡陶瓷样品均为立方相结构,没有出现杂相。当烧结温度为1305℃时,陶瓷样品的结晶最好,密度也最大,相对介电常数达到最大值12295。     

激光烧结锆钛酸钡压电陶瓷

报道了采用激光烧结技术制备锆钛酸钡(BZT)压电陶瓷的研究。用常规方法制备了锆钛酸钡粉料，采用CO2激光直接烧结锆钛酸钡坯材，最大激光功率150 W，扫描转速1440 rad/min，烧结时间10 min;对陶瓷样品介电频谱与谐振频谱的测量显示了锆钛酸钡的压电特征;比较了传统高温炉烧结与激光烧结陶瓷样品的高温介电谱线，激光烧结陶瓷样品居里温度有所提高;测得介电常数和压电常数分别为1563 pC/N和45pC/N;X射线衍射(XRD)谱图显示(111),(002)衍射峰相对强度增强;陶瓷样品表面的显微照片显示了晶粒生长的形貌。激光烧结可以作为功能陶瓷烧结的方法之一。     

宽带激光制备四方相钛酸钡陶瓷

以碳酸钡和二氧化钛为原料,采用宽带激光烧结技术制备了钛酸钡陶瓷.利用X-射线衍射(XRD)、差热-热失重分析仪(TG-DSC)对钛酸钡陶瓷的组织结构进行了表征.实验结果表明,宽带激光烧结技术可制备出四方相钛酸钡陶瓷,其质量分数高达91.5%,且其居里温度从120 ℃被提高至125.9 ℃.     

微量La取代对(Ba_(0.9)Ca_(0.1))(Ti_(0.8)Zr_(0.2))O_3陶瓷介电性能的影响

采用传统固相法制备了(Ba_(0.9)Ca_(0.1))_(1–x)La_x(Ti_(0.8)Zr_(0.2))O_3(0≤x≤0.005)系列无铅陶瓷,并研究了微量La取代对锆钛酸钡钙陶瓷微观结构及介电性能的影响。X射线衍射和扫描电镜结果表明,La~(3+)进入锆钛酸钡钙晶格中形成均一的固溶体,并能有效抑制陶瓷颗粒的增长。介电性能测试结果显示,随着La~(3+)含量的增加,居里温度降低,室温介电常数先增大后减小,介电损耗则相反的趋势,取代后的样品介电频率稳定性增强。样品(Ba_(0.9)Ca_(0.1))_(0.997)La_(0.003)(Ti_(0.8)Zr_(0.2))O_3的综合介电性能最佳,在频率为1 k Hz时,室温介电常数可达18 592,而相应的介电损耗仅为0.013,居里温度为281 K。     

钛酸钡纳米粉体的共沉淀法合成与研究

采用TiCl4和BaCl2·2H2O原料,以正丁醇为分散剂,NH4HCO3和NH3·H2O作为沉淀剂合成钛酸钡前驱体,在900 ℃煅烧制备分散性良好的钛酸钡纳米粉体.利用XRD、透射电镜(TEM)和 SEM等手段分析了反应温度、TiCl4浓度、分散剂掺杂量等反应参数对粉体的晶相组成、晶粒度、形貌等的影响,并且测试了相应陶瓷烧结体的介电常数.结果表明,反应温度为900 ℃,TiCl4浓度为0.6 mol/L,分散剂用量为3‰条件下,保温2 h可制备高分散性的纳米级粉体.用以上方法制备的粉体烧结而成的陶瓷片介电常数约为3 400.     

(Na_(1/2)Nd_(1/2))TiO_3陶瓷的晶体结构及微波介电性能

通过固相烧结法制备了具有高介电常数的(Na1/2Nd1/2)TiO3微波介质陶瓷,研究了烧结温度对该陶瓷微观结构及微波介电性能的影响。结果表明,在烧结温度低于或等于1 350℃时,所制陶瓷样品的主晶相为立方相的(Na1/2Nd1/2)TiO3;当烧结温度高于1 350℃时,所制陶瓷样品的主晶相变为四方相的Nd0.667TiO3。陶瓷样品的相对介电常数和品质因数随着烧结温度的升高均先增大后减小,在烧结温度为1 300℃时所制陶瓷样品最为致密,并具有最佳的微波介电性能,εr=110.06,Q×f=8 147 GHz,τf=244.6×10–6/℃。     

烧结温度对YBCO陶瓷常温物理性能的影响

采用固相烧结法制备YBa2Cu3O7-x(YBCO)陶瓷,研究其在常温下电导率特性及烧结温度对电导率和热膨胀系数的影响。研究结果表明,YBa2Cu3O7-x相形成的温度为930℃、940℃烧结的YBCO陶瓷电导率最佳(达到9.742×105S/m),电导率具有随环境温度的变化呈正温度系数特点;烧结温度越高,电导率的环境热稳定性越好,烧结温度为950℃时,电导率基本不随环境温度变化而变化。不同烧结温度制备的YBCO陶瓷,热膨胀系数基本一致(为13.60~14.06μK-1),与铁素体不锈钢接近。     

纳米晶钛酸钡粉体制备及陶瓷烧结性能的研究

采用硬脂酸钡和钛酸丁酯为原料的凝胶方法制备了纳米晶钛酸钡粉。ＸＲＤ分析表明晶体为立方相钙钛矿结构，扫描电镜图像显示一次粒子粒径约２０ｎｍ。纳米粉体烧结温度比普通微米粉体烧结温度低，陶瓷显微结构分析表明在陶瓷中晶粒仍保持纳米尺寸，约为１００ｎｍ。所得材料具有良好的热稳定性，在１１９０～１２８０℃的烧结温度范围内，陶瓷体内晶粒无明显长大，且始终维持在纳米尺寸。     

ZrO_2掺杂BaO-La_2O_3-TiO_2陶瓷预烧温度研究

采用固相反应法,在不同温度(1100~1250℃)下预烧后烧结制备了Ba4La9.33(Ti0.95Zr0.05)18O54微波介质陶瓷,研究了预烧温度对其相组成、显微结构以及微波介电性能的影响。结果表明:不同预烧温度下制备的陶瓷样品主晶相均为类钨青铜结构的BaLa2Ti4O12晶相。1200℃预烧制备的陶瓷样品晶粒为典型的柱状晶,分布均匀,且晶粒尺寸最大。1200℃预烧后,于1400℃烧结制备的陶瓷样品具有最佳的微波介电性能:εr=86.83,Q·f=5875GHz(4.482GHz),τf=81.99×10–6/℃。     

Li_2O-B_2O_3-SiO_2玻璃掺杂对BZN陶瓷介电性能的影响

采用传统的固相反应法制备了Li2O-B2O3-Si O2(LBS)玻璃掺杂的(Bi1.5Zn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7(BZN)陶瓷,研究了LBS作为烧结助剂对BNZ陶瓷的烧结特性、晶相组成、微观结构以及介电性能的影响。结果表明,添加少量LBS玻璃后的陶瓷试样中没有出现第二相,主晶相仍为立方焦绿石结构。烧结助剂能有效降低BZN陶瓷的烧结温度,当LBS质量分数为0.6%时,陶瓷试样的烧结温度降到900℃,制备的试样具有良好的介电性能:相对介电常数为159,介质损耗为8×10–4(1 MHz)。     

烧结温度对硼硅酸盐玻璃/氧化铝复相陶瓷性能的影响

采用流延成型工艺制备了硼硅酸盐玻璃/氧化铝陶瓷生瓷带,并经烧结制备了陶瓷试样。研究了烧结温度对所制陶瓷烧结性能、介电性能与微观结构的影响。结果表明:随着烧结温度的升高,所得陶瓷试样的体积密度、烧结收缩和介电常数均先增大后减小;当烧结温度达到850℃时,陶瓷试样中开始析出钙长石晶相;经880℃烧结所得陶瓷性能较佳:体积密度为3.08 g/cm3,在20 MHz下相对介电常数为7.7,介质损耗为2.0×10–4,25～600℃内线膨胀系数为8.3×10–6/℃,满足LTCC基板材料的应用要求。     

Bi、Cu共掺杂钛酸钡基压电陶瓷的制备与研究

采用溶胶-凝胶自燃烧工艺成功制备出(Ba0.99Bi0.01)(Cu0.005Ti0.995)O3微细粉料,并烧结成瓷.利用X线衍射(XRD)和电镜扫描(SEM)分析了样品的物相及显微形貌,发现样品为四方钙钛矿结构,晶粒大小均匀.研究了不同烧结温度的(Ba0.99Bi0.01)(Cu0.005Ti0.995)O3陶瓷居里温度的变化、介电温谱、压电特性及其温度稳定性.实验表明,以Bi、Cu进行掺杂可降低钛酸钡的烧结温度,且有效改善了其电性能,居里温度从不掺杂时的120℃提高到155℃,温度1 240℃烧结样品表现出最佳的综合压电性,压电常数(d33)为80 pC/N,机电耦合系数(kp)为12.6％,品质因数(Qm)为310,压电常数(d31)为－ 16.8 pC/N,且其压电性的温度稳定性有了很大提高.     

颗粒包覆法制备BZT-CT复合陶瓷

采用预合成的方法,分别用得到的单斜类锆钙钛矿相Bi2(Zn1/3Ta2/3)2O7(β-BZT)和钙钛矿相CaTiO3(CT)的粉末作为正负温度系数组元,用sol-gel法制备的ZnO-B2O3-SiO2玻璃,包覆两组元颗粒以阻止其相互反应,从而制备复相零温度系数微波陶瓷。结果表明:预合成及颗粒包覆法可抑制两相固溶反应,有效降低复相陶瓷的烧结温度,调节温度系数。特别是900℃烧结的w(CT)为4%的样品,其εr约为47,αε为2.8×10–6℃–1。     

中温烧结钛酸钡基X7R瓷料

以Bi_2O_3、CdO和Nb_2O_5为添加剂对钛酸钡陶瓷加以改性,研制出中温烧结X7R瓷料,其ε约为150,R>10~(12)Ω,tgδ≤0.8％。烧结温度低于1150℃,适用于制造独石电容器。     

铌硅锰非均匀形核表面淀积掺杂PTC陶瓷

采用非均匀形核表面淀积法,在水热钛酸钡纳米晶粉体表面包覆Nb、Si、Mn,实现了Nb、Si、Mn与钛酸钡(BT)粉体的均匀混合。研究了掺杂量和烧结制度对PTC陶瓷性能的影响。结果表明,通过表面包覆工艺进行Nb掺杂的BT,在1 220℃已半导化,在1 250℃烧结的x(Nb)为0.18%的BT陶瓷,其ρ25为4.3?.cm,β为1.7。通过控制冷却速率,可以改变陶瓷的升阻比(β)。1 260℃烧结的Nb、Si、Mn掺杂BT陶瓷的ρ25为8.5Ω.cm、β比单纯Nb掺杂提高至4.9。     

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%。     

改性钙钛酸铅陶瓷的电导性能研究

当掺钙钛酸铅(PCT)用作为压电、热释电材料时,除介电性能外,电导性能也是重要的性能参数。采用传统固相法制备掺钙钛酸铅系陶瓷,研究了不同掺杂量的Sb2/3Mn1/3及烧结助剂NiO、Bi2O3对陶瓷相结构、介电损耗和电导性能的影响。结果表明,在1 180℃下烧结2h,得到纯钙钛矿结构的改性陶瓷,陶瓷介电损耗降低;Sb2/3Mn1/3掺杂量对PCT系陶瓷在20~40℃的电阻温度稳定性有明显影响,随Sb2/3Mn1/3含量增加电阻温度系数(TCR)增大;在Pb0.80Ca0.20(Sb2/3Mn1/3)0.05Ti0.95O3中加入NiO、Bi2O3后有效降低了陶瓷在20~40℃的电阻温度系数;掺杂元素种类和掺杂量对陶瓷在20~80℃的TCR值基本没有影响,TCR值约为-0.15μ℃-1。     

烧结温度对CFO/PMN-PT磁电复合陶瓷性能的影响

采用传统固相法制备了质量比为1∶4的CoFe2O4/Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.35PbTiO3(CFO/PMN-PT)磁电复合陶瓷,研究了烧结温度(900～1100℃)对所制复合陶瓷性能的影响。结果表明,复合陶瓷中尖晶石结构的CFO与钙钛矿结构的PMN-PT共存,没有其他杂相生成,复合陶瓷的密度以及压电常数d33在1000℃时达到最大值,分别为7.07g/cm3和212pC/N。磁电电压系数αE33随烧结温度的增加逐渐增大,在1100℃烧结时达到最大值8.4mV/A,而磁电电压系数αE31随烧结温度的增加先增大后减小,在1000℃烧结时达到最大值4.8mV/A。     

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%。     

水热法制备掺镁钛酸钡粉体及其电性能研究

利用水热法制备了掺镁的超细钛酸钡粉体并高温烧结后得到瓷体,运用XRD、AES和SEM等测试手段,分析了掺镁对钛酸钡粉体及陶瓷电性能的影响。研究表明,镁固溶到了钛酸钡的晶格中并取代钛位。镁的掺杂有助于获得细晶高致密的陶瓷,当n(Mg)/n(Ti)为0.06时,致密度最高,常温下相对介电常数高达4100,击穿场强达到3.2MV/m以上。