BST/PVDF 0-3型复合材料的热释电特性研究

采用溶胶－凝胶工艺和微波处理技术在900℃合成了Ba0.65Sr0.35TiO3粉体颗粒，并将粉体按不同的比例与PVDF进行复合，按照流延工艺制作成薄膜样品，对样品进行介电和热释电特性的测试。实验结果表明：复合材料的介电常数远远低于Ba0.65Sr0.35TiO3陶瓷，而热释电系数比PVDF材料有大幅度提高，由此计算出复合材料的热释电优值因子比Ba0.65Sr0.35TiO3陶瓷高一个数量级。     

BST陶瓷制备及介电性能研究

采用微波水热法合成了纳米晶钛酸锶钡(Ba0.6Sr0.4TiO3,简称BST)粉体,并将粉体烧结成陶瓷,对样品的介电性能进行了测试,研究分析了材料的介电性能,并与传统制备工艺获得的样品进行了性能上的对比,实验结果表明:微波水热法获得的BST粉体较细,其合成温度和烧结成瓷温度较传统制备工艺大幅降低,分别为195℃和1 230℃,可以获得晶粒尺寸在3μm以下的陶瓷。随着晶粒的减小,BST陶瓷的相对介电常数和介电损耗降低,尤其是介电损耗因子有较大幅度降低。     

微波烧结钛酸锶钡陶瓷材料的介电性能

采用碳酸盐固相合成法制备Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)粉体,应用微波烧结技术将粉体烧结成陶瓷。对样品的介电性能进行了测试,研究分析了材料的介电性能,并与传统制备工艺获得的样品进行了性能对比。结果表明:微波烧结成瓷温度和时间较传统制备工艺大大降低,分别为1 300℃和30 min,可以获得晶粒尺寸5μm以下的BST陶瓷;材料的εr变化不大,但tanδ大幅降低。     

利用动态法测量相变热释电材料的热释电系数

用动态法测量了相变热释电材料(Ba0.65Sr0.35)TiO3薄膜的热释电系数,并对相变热释电系数的计算进行了理论分析.先测量了传统热释电材料LiTaO3单晶薄片的热释电系数,温度信号和热释电电压存在90°相位差,热释电系数为2.1×10-8C cm-2K-1,与文献测量值、理论计算一致,说明测试系统真实可靠.用动态法测量了工作在1.5 V偏压下的(Ba0.65Sr0.35)TiO3薄膜,输出电压由DC电压和AC电压构成,前者由(Ba0.65Sr0.35)TiO3薄膜的漏电流引起,后者为热释电响应电压.热释电响应电压与正弦温度信号同相位,其振幅与正弦温度信号的振幅成正比.理论计算表明,动态法测量相变热释电材料时,热释电响应电压与温度信号同相位变化是由相变热释电材料的电容随温度信号的变化引起的.     

锰掺杂(Bi0.5 Na0.5)0.94Ba0.06TiO3陶瓷的热释电性

研究了溶胶-凝胶(Sol-Gel)工艺制备的锰掺杂(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3系陶瓷的热释电性能。研究发现,该系列材料具有优良的热释电性,适量锰的掺杂可有效降低材料的介电常数和介电损耗,从而进一步提高材料的热释电电压响应优值和热释电探测优值。对于Sol-Gel工艺制备的(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3 x%Mn(x=0~0.4,质量分数)陶瓷,x=0.1~0.2范围内材料的热释电性能较好,主要的热释电参数:热释电系数p≈3.1×10-4~3.9×10-4Cm-2K-1,电压响应优值FV≈1.9×10-13~2.0×10-13Cm/J,探测优值FD≈3.3×10-11~3.8×10-11Cm/J。     

微波烧结制备钛酸锶钡红外探测器材料

以乙酸盐为原料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂,采用sol-gel法制备了Mn掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)凝胶,分析了凝胶的热演化过程,分别用传统烧结和微波烧结技术制备BST纳米粉体。与传统烧结相比,900℃微波烧结0.5h即可合成纯钙钛矿相BST粉体,相同烧结温度下所需时间缩短3/4,有效控制晶粒长大,粉体粒径约60nm。采用该粉体制备的BST厚膜材料,εm>1000,tanδ<0.02,弥散指数降低,是制备大阵列非制冷红外焦平面阵列(UFPA)的优选材料。     

超细（Ba,Sr,Cd）TiO3基多层陶瓷电容器陶瓷的研究

采用溶液-溶胶-凝胶法制备(Ba0.70Sr0.25Cd0.05)TiO3纳米粉体,利用所得到的纳米粉体研究了(Ba0.70Sr0.25Cd0.05)TiO3基多层陶瓷电容器用超细陶瓷的制备.对比研究了超细电容器陶瓷和传统固相法电容器陶瓷的性能.采用扫描电镜分析了两种方法得到的陶瓷的显微结构.结果表明:采用纳米粉体制备的(Ba0.70Sr0.25Cd0.05)TiO3基电容器陶瓷具有晶粒尺寸约为1μm,其性能为:介电常数为140 9.44,介质损耗为0.017 5,陶瓷的密度是5.22 g*cm-3,烧结温度为1300 ℃,大大降低了烧结温度,比传统固相法的陶瓷性能有较大的改善.     

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/℃。     

主晶相的合成方法对BSTO材料介电性能的影响

分别采用水热法和碳酸盐固相合成法获得的原料制备了Ba0.7Sr0.3TiO3基的陶瓷样品，研究分析了样品的介电性能和微观形貌，并将两种样品的性能进行比较。实验结果表明，水热法合成的Ba0.7Sr0.3TiO3样品烧结温度较碳酸盐固相合成法获得的样品有较大幅度的降低，材料的相对介电常数和介电常数温度变化率和介电常数频率变化率都有所降低。在用两种方法合成原料所制备的烧成样品中都发现了偏离原始组分的现象，采用水热法生产原料制备的样品的相组成与碳酸盐固相合成法获得样品相比偏离原始组分较多。     

BST陶瓷场致热释电性能的研究

采用改进的电子陶瓷工艺,制备了高密度Ba0.6Sr0.4TiO3热释电陶瓷样品.研究发现,在1 340 ℃下烧结的样品,其密度可达到理论密度的98.3%.室温下测得样品的介电损耗为0.2%.外加直流偏场对材料的介电和热释电性能影响显著.样品的场致热释电系数为3.4×10-8 C/cm2·℃,探测率优值为10.0×10-5 Pa-1/2.     

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)/℃.     

H_3BO_3掺杂Li_2ZnTi_3O_8陶瓷的微波介电性能

采用传统的固相烧结工艺制备了H3BO3掺杂的Li2ZnTi3O8陶瓷。研究了H3BO3掺杂量对所制Li2ZnTi3O8陶瓷的烧结特性、相成分、微观结构以及微波介电性能的影响。结果表明:H3BO3对于所制陶瓷相成分没有影响,仅为单一的Li2ZnTi3O8相;H3BO3能够将Li2ZnTi3O8陶瓷的烧结温度降低200℃左右,同时没有显著损害该陶瓷的微波介电性能;当H3BO3掺杂量为质量分数2.0%时,950℃烧结的Li2ZnTi3O8陶瓷微波具有良好的介电性能:εr=25.99,Q.f=54 926GHz,τf=-12.17×10–6/℃。     

BaCu(B2O5)的添加对Li2MgTi3O8微波介质陶瓷性能的影响

采用传统固相反应法制备Li2MgTi3O8微波介质陶瓷,研究了BaCu(B2O5)(简称BCB)的添加对Li2MgTi3O8微波介质陶瓷的烧结性能及介电特性的影响.结果表明:BCB作为低熔点氧化物烧结助剂,可有效降低所制陶瓷烧结温度,而且可以调节τf近零.当添加质量分数3％的BCB,900℃烧结所制陶瓷的综合微波介电性...     

稀土氧化物掺杂对BST陶瓷热释电性能的影响

采用轧膜成型工艺制备了掺杂有稀土氧化物的钛酸锶钡(BST)陶瓷,研究了不同稀土(Sc,Y,La,Ce,Pr,Nd和Sm)氧化物掺杂对其微观形貌、介电性能和热释电性能的影响。结果表明,Sc掺杂大幅降低了BST陶瓷的εr,严重劣化了BST陶瓷的热释电性能,并引起了长条状晶粒在BST陶瓷中的出现;Y掺杂则显著提高了BST陶瓷的热释电性能,并最终获得了εr为7111、tanδ为0.65×10–2、热释电系数p为5.5×10–7C·cm–2·℃–1、探测率优值Fd为8.49×10–5Pa–1/2的热释电BST陶瓷材料,有望在红外探测领域得到应用。     

sol-gel法制备Ba_(3.99)Sm_(9.34)Ti_(18)O_(54)微波介质陶瓷

以柠檬酸为络合剂,通过sol-gel法制备了Ba3.99Sm9.34Ti18O54陶瓷前驱体;经1100℃预烧2h压片成型后,再在1300℃保温3h,即得到了烧结致密的陶瓷样品。与传统固相法相比,其烧结温度降低了50℃,且陶瓷晶粒细小,晶粒分布均匀,具有更加优良的微波介电性能:εr=79.56,Q·f=9636GHz(4.71GHz),τf=–1.23×10–6/℃。     

添加BaCu(B2O5)和ZnO的CaO-Li2O-Sm2O3-TiO2陶瓷低温烧结研究

采用固相反应法制备了添加复合助烧剂BaCu(B<,2>O<,5>)-ZnO的16CaO-9Li<,2>O-12Sm<,2>O<,3>-63TiO<,2>(CLST)陶瓷研究了所制CLST陶瓷的烧结特性、微观结构及介电性能.结果表明:低熔点的BaCu(B<,2>O<,5>)-ZnO复合助烧剂的加入,使CLST陶瓷的烧结温...     

掺杂Li_2CO_3低温烧结ZnO-TiO_2系介质陶瓷的研究

用传统工艺合成了Li2CO3掺杂的ZnO-TiO2系微波介质陶瓷,系统研究了其烧结行为、显微结构和介电性能。结果表明:掺杂质量分数1%的Li2CO3可使ZnO-TiO2陶瓷的烧结温度从1100℃降到980℃;掺杂3%Li2CO3时,在950℃保温2h烧结,于6～8GHz测试试样的介电性能为:εr约为20,Q·f约为40000GHz,τf约为–14×10–6℃–1。     

高抗弯强度微波介电LTCC基板材料的研究

为了适应基板高载荷、高可靠的要求,制备了一种适用于LTCC应用的高抗弯强度微波介电陶瓷材料。该陶瓷材料由Ca-Mg-Zr-Zn-B-Si微晶玻璃和氧化铝构成。采用差热热重同步分析仪、扫描电镜、X射线衍射分析仪、带谐振腔夹具的矢量网络分析仪和三点抗弯测试仪研究了陶瓷材料的烧结性能、微观结构、抗弯强度和介电性能。860℃烧结15 min获得陶瓷具有最佳致密度,其抗弯强度大于400 MPa,1. 9 GHz频率时εr=8. 12,tanδ=0. 0028;15 GHz频率时εr=7. 96,tanδ=0. 0031。该陶瓷与金、银电极共烧匹配良好,适用于制备LTCC基板。