BaO·Nd2O3·TiO2-(Zr0.8Sn0.2)TiO4复合系统微波介质材料的研究

研究了BaO.Nd2O3.Ti O2-(Zr0.8Sn0.2)Ti O4复合体系的烧结性能、微观结构、相组成和微波介电性能。结果表明,BaO.Nd2O3.Ti O2-(Zr0.8Sn0.2)Ti O4复合体系可在1 200~1 260℃范围内烧结出致密的微波介质陶瓷材料,其相组成由BaO.Nd2O3.4Ti O2、BaO.Nd2O3.5Ti O2、Nd2Ti2O7、(Zr0.8Sn0.2)Ti O4及未知新相组成,而(Zr0.8Sn0.2)Ti O4由单一晶相组成;复合体系的介电常数、介电损耗、频率温度系数同复合系统各相的配比有关,其中介电常数、频率温度系数基本符合理论计算值而介电损耗则高于理论值;复合系统中出现未知相具有高介电常数、高介电损耗的特征。     

Nd_2O_3和Sm_2O_3掺杂钛酸锌介电陶瓷的结构与性能

为了改善ZnTiO3介电陶瓷的性能,研究了Nd2O3和Sm2O3掺杂对ZnTiO3陶瓷结构与介电性能的影响,借助TEM型同轴谐振器测量陶瓷的微波介电性能。研究表明,掺杂Sm2O3形成新相Sm2Ti2O7,少量Sm2O3掺杂能有效抑制ZnTiO3分解;掺杂Nd2O3形成新相Nd2Ti2O7和Nd4Ti9O24;Nd2O3和Sm2O3掺杂均能提高谐振器的无载Q值,且Nd2O3的掺杂效果优于Sm2O3:Nd2O3掺杂能使陶瓷的τf从正值向负值变化,通过调整Nd2O3掺杂量(质量分数5%～10%),可获得τf近零、无载Q值大于260的陶瓷组成,可用于制备分米波段的滤波器。     

掺杂Sm2O3对Ba(Ti,Sn)O3的介电性能的影响

以碳酸钡、二氧化锡和二氧化钛等为原料,制备了掺杂Sm2O3的Ba(Ti0.9Sn0.1)O3(BTS)陶瓷,研究了所制陶瓷的介电性能.结果表明:当摩尔分数x(Sm2O3)<0.60%时,Sm3+主要进入BTS陶瓷晶格A位,随着x(Sm2O3)的增加,Sm3+倾向于进入晶格B位.Sm2O3的掺杂量对BTS陶瓷的相对介电常...     

Er2O3掺杂对BaTiO3陶瓷介电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Er2O3的BaTiO3陶瓷。测试结果表明,掺杂Er2O3能降低BaTiO3陶瓷的电阻率,且在开始时其电阻率随着掺杂量的增大而升高,在掺杂x(Er2O3)=0.003(摩尔分数)时电阻率最高,然后随掺杂量的升高而降低,在掺杂x(Er2O3)=0.007时电阻率最低,从纯BaTiO3陶瓷的2.6 TΩ.m下降为18 GΩ.m,此变化规律有异于La,Ce,Nd,Sm等稀土元素掺杂的规律。掺杂Er2O3使BaTiO3陶瓷的介电性能发生明显变化,掺杂x(Er2O3)为0.001和0.002时,可改善BaTiO3陶瓷的介电性能和频率特性,具有较好的频率稳定性。掺杂Er2O3使BaTiO3陶瓷的居里温度升高为130.9℃,交流电导随着温度的升高而增大,并在居里温度点附近达到最大。     

Ba2+掺杂对CaCu3Ti4O12陶瓷结构与电性能的影响

采用传统固相法制备了Ca1-xBaxCu3Ti4O12(x=0, 0.005, 0.010, 0.020, 0.030, 0.040, 0.050, 0100,摩尔分数) 陶瓷。用X线衍射仪、扫描电子显微镜、介电温谱测试系统及阻抗测试仪研究了Ba2+掺杂量的变化对Ca1-xBaxCu3Ti4O12陶瓷的相结构、微观形貌及电性能影响。研究结果表明,随着Ba2+掺杂量的增加,陶瓷试样产生了第二相CuO,同时Ba2+掺杂使CaCu3Ti4O12的晶格常数增大。Ca1-xBaxCu3Ti4O12陶瓷的晶粒尺寸随Ba2+掺杂量的增加而减小,气孔率随之降低。掺杂适量的Ba2+可有效降低CaCu3Ti4O12陶瓷的介电损耗,也可降低相对介电常数随温度的变化率。一定量的Ba2+掺杂还能增加CaCu3Ti4O12的晶界电阻。     

钕离子1.3μm波段放大特性和浓度猝灭研究

为了研究Nd3+的摩尔分数对1.3μm处荧光的影响,采用常规的熔融方法制备了钕离子掺杂的0.70TeO2-（0.30-x）WO3-xNd2O3(摩尔分数x为0.001,0.003,0.005,0.007,0.01）玻璃系统,得到了Nd3+ 1.3μm荧光光谱,同时还研究了荧光峰值波长的有效线宽和受激发射截面与Nd3+摩尔分数的关系。根据Dexter能量转移理论计算了Nd3+在碲酸盐玻璃中能量转移参量Cd,d(4F3/2,4I9/2→4I9/2,4F3/2)和Cd,a(4F3/2,4I9/2→4I15/2,4I15/2和4F3/2,4I9/2→4I13/2,4I15/2)值和相应发生浓度猝灭的临界距离Rd,d和Rd,a。结果表明,随着Nd3+的掺杂摩尔分数增加,荧光强度也逐渐增加,到0.005时达到最大;随后当Nd3+的摩尔分数大于0.005时,荧光强度逐渐降低。     

掺杂Sm2O3对BZT20介质瓷性能的影响

以碳酸钡、二氧化锆和二氧化钛等为原料,Sm2O3为掺杂剂,制得了Ba(Zr0.2Ti0.8)O3系介质瓷,并研究了其性能,用扫描电镜对试样微观形貌进行了观察.结果表明,当x(Sm2O3)＜0.2%时,Sm3+进入晶格A位后,随掺杂量的增加,Sm3+倾向于进入晶格B位.Sm2O3的掺杂量对试样介电常数和损耗有显著影响,x(Sm2O3)=0.2%时,试样介电常数最高(约为5 600);随Sm2O3掺杂量继续增加,试样介电损耗得到明显改善,最低降至0.002 1.     

铝掺杂ZnO纳米粉体制备及其光学特性

采用溶胶-凝胶法,以六水硝酸锌、乙醇胺和九水硝酸铝为主要材料,制备得到Al掺杂Zn O(AZO)粉体。利用XRD、TEM、XPS、PL等检测手段对样品的物相、形貌及发光特性进行表征。结果表明:以溶胶-凝胶法合成的Al掺杂Zn O粉体为六角纤锌矿型结构,Al以Al~(3+)形式掺杂进入Zn O晶格,当450℃热处理0.5 h、Al掺杂摩尔分数为3%时,样品结晶程度最高;形貌为类球形,颗粒平均粒径大小约80 nm;在光致发光(PL)光谱上于468.6 nm处的缺陷峰强度明显降低,说明Al掺杂可改善Zn O粉体性能,使电子空穴复合概率大大降低。     

4ZnO-Bi_2O_3玻璃对Ba_(0.2)Sr_(0.8)Zr_(0.18)Ti_(0.82)O_3陶瓷结构和电学性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备Ba0.2Sr0.8Zr0.18Ti0.82O3(BSZT)的粉体,以传统工艺制备了4ZnO-Bi2O3作为添加物的BSZT陶瓷。研究了不同4ZnO-Bi2O3玻璃添加量(质量分数0~3%)对BSZT陶瓷烧结特性、微观结构以及电学性能的影响。结果表明,添加适量的4ZnO-Bi2O3玻璃相,大幅降低了BSZT陶瓷的烧结温度,使得晶粒较小且均匀,无气孔;能提高陶瓷的击穿场强。添加质量分数1%4ZnO-Bi2O3玻璃相的BSZT陶瓷的最优烧结温度较纯BSZT陶瓷降低了350℃,1 k Hz频率下,其相对介电常数约为334、介电损耗约为0.7%;击穿场强为10.2×103 V/mm。     

Bi4Ti3O12掺杂对BST陶瓷性能和结构的影响

研究了Bi4Ti3O12(2%～10%,质量分数)掺杂对(Ba0.71Sr0.29)TiO3(BST)基电容器陶瓷介电常数εr、介质损耗tan δ、容温变化率△C/C等性能及其烧结温度的影响.结果表明,当w(Bi4Ti3O12)=10%时,εr为2 558,tan δ为0.005 0,△C/C=-39.2%,△C/C在25～125℃的范围内比在w(Bi4Ti3O12)=2%时降低了18%,陶瓷的烧结温度降为1 180℃.借助SEM和XRD研究了Bi4Ti3O12掺杂量对样品的显微结构和物相组成的影响,表明Bi4Ti3O12作为烧结助剂包裹晶粒并填充晶粒间形成异相,阻止晶粒生长并细化晶粒.     

Ba2Ti9O20陶瓷的低温烧结及其在MLCC中的应用

以 BaTiO_3和 TiO_2粉末进行固相反应来合成 Ba_2Ti_9O_(20)主晶相,通过添加烧结助剂及少量 Ca、Nd、W 改性剂来降低瓷料的烧结温度,使瓷料的介电性能达到高频 MLCC电性能要求。研究结果表明,采用 Ca、Nd、W 复合添加剂可显著地降低 Ba_2Ti_9O_(20)主晶相的合成温度降至 1 200℃,采用硼硅酸盐玻璃可使陶瓷烧结温度降低至 1 000 以下,实现了 Ba_2Ti_9O_(20)陶瓷与低钯电极浆料的共烧,成功地应用于高频 MLCC。     

氧化物掺杂ZnO-Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3复合陶瓷的制备及电性能研究

采用固相法制备了氧化物掺杂ZnO-Ba0.8Sr0.2TiO3复合陶瓷,并利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对其晶相及微观形貌进行了观测;另外,研究了氧化物掺杂对陶瓷介电性能及压敏性能的影响。结果表明,当掺杂摩尔分数为0.50%的Bi2O3和0.50%的Sb2O3时,陶瓷在室温下的εr为36402,tanδ为0.065;在此基础上继续掺入0.25%的MnO和0.35%的Cr2O3,陶瓷的非线性系数α为5.4,漏电流IL为1.5×10–6A/mm2,压敏电压为3.0V。Bi2O3、Sb2O3、MnO和Cr2O3掺杂使ZnO-Ba0.8Sr0.2TiO3复合陶瓷的介电性能和压敏性能同时得到了有效提高。     

掺杂Sm_2O_3对BaSrTiO_3介电陶瓷性能的影响

以碳酸钡、碳酸锶和二氧化钛等为原料,Sm2O3为掺杂剂,制备了BaSrTiO3系介质陶瓷。利用SEM等仪器研究了陶瓷试样的微观形貌和介电性能。结果表明:当Sm2O3掺杂量低于0.10%摩尔分数时,Sm3+进入晶格A位;但随着Sm2O3掺杂量的增加,Sm3+越来越倾向于进入晶格B位。在Sm2O3掺杂量为摩尔分数0.10%时,BaSrTiO3陶瓷的相对介电常数达到最高值4800;随着Sm2O3掺杂量继续增加,陶瓷的介电损耗逐渐降低,最低降至0.0070。     

Na补偿的(Na,Bi)TiO3-Ba (Zr,Ti)O3无铅压电陶瓷

研究了(1-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3-yBa(ZrxTi1-x)O3无铅压电陶瓷,获得压电应变常数d33高达185 pC/N的0.94(Na0.5Bi0.5)TiO3-0.06Ba(Zr0.055Ti0.945)O3压电陶瓷。添加0.04%摩尔过量Na2CO3的0.94(Na0.5Bi0.5)TiO3-0.06Ba(Zr0.055Ti0.945)O3高性能压电陶瓷d33高达195 pC/N。研究发现添加Na2CO3添加量至0.04%摩尔,Na起到软性添加物的作用,添加量超过0.04%,Na起到硬性添加物的作用.理论解释了过量Na的这一特性.为了降低介电损耗,对0.94(Na0.5Bi0.5)TiO3-0.06 Ba(Zr0.055Ti0.945)O3陶瓷进行了(Ce,Mn)掺杂改性研究。     

Sb_2O_3掺杂Ba(Ti_(0.91)Zr_(0.09))O_3陶瓷的结构与性能

采用固相反应法制备了Sb2O3掺杂的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷,研究了Sb2O3掺杂量(x(Sb2O3)为0.5%～5.0%)对陶瓷晶相结构及介电性能的影响,分析了陶瓷电滞回线变化的原因。结果表明:Sb3+进入了Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷晶格,引起晶格畸变,且无第二相出现。随着Sb2O3掺杂量的增加,陶瓷晶粒逐渐变小变均匀,tanδ减小。Sb2O3掺杂的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷为弥散相变铁电体,在x(Sb2O3)为3.0%处弥散程度最小。     

Ba_(6-3x)(Nd_(1-y)Bi_y)_(8+2x)Ti_(18)O_(54)系微波介电陶瓷的研究

研究了Ba_(6-3x)(Nd_(1-y)Bi_y)_(8+2x)Ti_(18)O_(54)(x=0～1)陶瓷微波性能,并对其微观机理和晶体结构进行分析.随Bi_2O_3含量的增加,系统介电常数(ε)迅速增大,品质因数与频率的乘积(Q·f)逐渐减小.掺入Bi_2O_3后,系统中出现具有高ε的Bi_4Ti_3O_(12)晶相,并形成了类填满型钨青铜结构,阳离子极化增强,因此ε随Bi_2O_3含量的增加而增大.实验表明,当y=0.25～0.3时,Ba_(6-3x)(Nd_(1-y)Bi_y)_(8+2x)Ti_(18)O_(54)(x =0～1) 陶瓷具有优良的微波介电性能,其主要工艺条件和性能参数为烧结温度1 200 ℃保温4 h,ε≈102～107,Q·f≈20 000～22 000 GHz(1 GHz测量), 容量温度系数|αc|<10×10~(-6)/℃.     

BNT陶瓷低温烧成与性能

采用复合添加BaCuO_2-CuO(以下简称BCC)、ZnO-B_2O_3-SiO_2(以下简称ZBS)等烧结助剂的方法,研究了Ba_4(Nd_(0.85)Bi_(0.15))_(28/3)Ti_(18)O_(54)陶瓷(以下简称BNT)低温烧结的烧结特性和微波介电性能。结果表明:复合添加(均为质量分数)2.5％BaCuO_2-CuO和5％ZnO-B_2O_3-SiO_2后可以在1050℃烧结成致密瓷,气孔率为5.73％,在5.6 GHz,相对个电常数ε_r为64.25,Q·f值为2026 GHz,频率温度系数τ_f为+26.4×10~(-6)℃~(-1),可望实现与Cu电极浆料低温共烧。     

微波烧结Ba_(6-3x)Sm_(8+2x)Ti_(18)O_(54)陶瓷材料的初步研究

研究了Ba_(6-3x)Sm_(8+2x)Ti_(18)O_(54)(x=0.67,BST)陶瓷材料的微波烧结情况,从烧结特性、微结构与相组成及微波介电性能等方面对微波烧结的样品与传统工艺制得的样品进行了对比.结果表明, 与传统制备工艺相比,微波烧结BST陶瓷缩短了烧结周期,并促进了样品的致密化,其物相组成和传统烧结的样品没有区别,且晶粒细小分布均匀.微波烧结BST陶瓷可获得较优的微波介电性能:介电常数ε_r=82.89,品质因数与频率之积Qf=8 450 GHz(频率f=4.75 GHz),谐振频率温度系数τ_f=22.58×10~(-6)/℃.     

Ca_(0.3)(Li_(0.5)Sm_(0.5))_(0.7)TiO_3微波介质陶瓷低温烧结研究

采用固相反应法,以Ca0.3(Li0.5Sm0.5)0.7TiO3(CLST—0.7)陶瓷为基料,掺杂质量分数为10%的CaO-B2O3-SiO2(CBS)氧化物和2%～6%的Li2O-B2O3-SiO2-CaO-Al2O3(LBSCA)玻璃料为复合烧结助剂,研究了LBSCA掺杂量对CLST—0.7陶瓷的低温烧结行为及微波介电性能的影响。结果表明,复合烧结助剂掺杂促使CLST—0.7陶瓷烧结温度降低了200～300℃,并保持良好的微波介电性能。掺杂质量分数10%CBS和4%LBSCA的CLST—0.7陶瓷经950℃烧结5h后,其εr=71.84,Q·f=1967GHz,τf=41.7×10–6/℃。     

Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷的微波合成及低温烧结

采用微波加热法于1 100℃保温30 min(升温速率为20℃/min)合成Ba6-3xNd8+2xTi18O54(x=0.30～0.75,BNT)陶瓷粉末,再添加质量分数45％的B2O3-SiO2-CaO-MgO( BM)玻璃,在马弗炉中于900℃烧结2h制得BNT陶瓷.研究了所制陶瓷的微观结构及性能.结果表明:微波...