BaTiO3基PTCR陶瓷中B2O3蒸汽掺杂的异常行为

钛酸钡基半导化陶瓷中的PTCR效应通常与材料中的施受主掺杂密切相关。在高温下B2O3具有较高的蒸汽压,通过B2O3蒸汽掺杂的研究表明,含主族元素B的氧化物蒸汽掺杂,钛酸钡基半导化陶瓷样品的升阻比同样得到了大幅度提高,同时室温电阻率也有所增加。B2O3蒸汽掺杂BaTiO3基材料的PTCR效应的提升可能得益于硼填隙和钡缺位相关的复合缺陷在晶界上的形成。     

B2O3蒸汽掺杂的中低温烧结Y-BaTiO3及其PTCR特性研究

通过B2O3蒸汽掺杂,Y-BaTiO3陶瓷的烧结温度大幅度降低．B2O3蒸汽掺杂后的样品,室温电阻率下降,升阻比提高．通过对氧化硼蒸汽掺杂样品的XRD分析研究表明,硼间隙可以在钛酸钡晶格中存在,硼间隙和／或相关缺陷络合物可以形成电子捕获中心,从而提高PTCR效应．     

Sm2O3掺杂BaTiO3陶瓷的结构与电性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂不同浓度Sm₂O₃(分别为0.001,0.002,0.003,0.005,0.007mol)的BaTiO₃陶瓷,并对其结构与电性能进行了研究.结果表明:Sm₂O₃掺杂BaTiO₃陶瓷的晶型在室温下为四方相,而且随着Sm₂O₃掺杂浓度的增加,BaTiO₃陶瓷的晶粒尺寸变小,说明Sm₂O₃掺杂对BaTiO₃陶瓷晶粒的生长有一定的抑制作用;Sm₂O₃掺杂BaTiO₃陶瓷的电阻率比纯BaTiO₃陶瓷明显下降,当添加量为0.001mol时,电阻率最小,.从4.3×109Ω·m下降为6.536×103Ω·m;Sm₂O₃掺杂BaTiO₃陶瓷的晶粒电阻随着温度的变化,呈现NTC效应,而晶界电阻随着温度的变化,呈现PTC效应,且晶界电阻远远大于晶粒电阻,说明该材料的PTC效应是由晶界效应引起的.     

Al2O3-SiO2复合膜的制备与结构表征

以异丙醇铝和正硅酸乙酯为主要原料,用溶胶-凝胶法制备无支撑体Al2O3-SiO2复合膜.应用XRD、DTA-TGA、IR、BET等测试手段对复合膜的物相组成、热稳定性、孔结构进行表征.并且讨论了化学组成和煅烧温度对复合膜孔结构的影响.研究结果表明550℃煅烧10h的复合膜物相组成为无定形的SiO2和γ-Al2O3晶体,粒度大小在2～4nm之间;化学组成为Al2O3/SiO2=32的复合膜在不同煅烧温度时,400℃煅烧的物相为γ-AlOOH和γ-Al2O3,550～1150℃煅烧的物相为γ-Al2O3,1220℃煅烧的物相为γ-Al2O3和α-Al2O3,1300℃煅烧的物相为莫来石相和α-Al2O3;化学组成不同的复合膜主要是由Al-O网络和Si-O网络构成,没有形成Al-O-Si网络结构;复合膜具有良好的热稳定性;化学组成和煅烧温度对复合膜的孔结构有一定的影响.     

Yb2O3的掺杂方式对Ba(Ti1-y)Zry)O3陶瓷介电性能的影响

在Ba(Ti1-yZry)O3中,Yb2O3的不同掺杂方式引起了材料性能的显著变化,采用Ba(Ti1-yZry)O3合成后Yb2O3的适量掺杂,陶瓷介温峰明显地移动,介电常数大幅度提高,获得了室温介电常数＞25000,1250℃左右烧成,符合Y5V标准的高介材料,合成后掺杂的Yb2O3,使材料介电常数提高,可能与施主掺杂引入的局域化电子有关,合成前掺杂Yb2O3的样品,介电常数较低,移峰效率偏小,可能是Yb的Ti位受主取代使施主引入的局域化电子得到补偿的结果。     

Y3+共掺杂对掺 Er3+: Al2O3粉末光致发光的增强作用

采用非水性溶胶-凝胶法制备了Y^3＋共掺杂的掺Er^3＋：Al2O3粉末，Er^3＋浓度为0．1和1．0mol％，Er^3＋和Y^3＋浓度比为1：0-10．X射线衍射和光致发光（PL）光谱结果表明：900℃烧结的掺0．1和1．0mol％Er^3＋：Al2O3粉末为具有非晶化特征的γ和θ混合相结构，非晶化趋势随Y^3＋共掺杂浓度增大而增加．掺0．1mol％Er^3＋：Al2O3粉末，PL光谱强度和半高宽随掺Y^3＋浓度增大无明显变化．掺1．0mol％Er^3＋：Al2O3粉末，PL光谱强度和半高宽随掺Y^3＋浓度增大而增加，10mol％Y^3＋共掺杂粉末的发光强度提高50倍，约为掺0．1m01％Er^3＋：Al2O3粉末的10倍，半高宽从77nm增至92nm．Y^3＋共掺杂对较高浓度掺Er^3＋：Al2O3粉末PL性能的增强作用归因于Y^3＋对Er^3＋在基体中的分散和配位结构多样性的提高．     

γ-Fe2O3/SiO2纳米复合粉体的制备

以硝酸铁和正硅酸乙酯分别作为氧化铁和SiO2的前驱体,通过溶胶-凝胶工艺制备了γ-Fe2O3/SiO2纳米复合粉体.若使用氯化铁为氧化铁前驱体,SiO2基体中则会生成α-Fe2O3.当干凝胶热处理温度较低时(T＜400℃),复合粉体(硝酸铁为前驱体)以非晶态存在.当T达到600℃时,γ-Fe2O3粒子在SiO2基体中大量形成.随着热处理温度的进一步升高,粉体中开始有α-Fe2Oa杂质生成.使用盐酸做添加剂对复合粉体中γ-Fe2O3粒子大小及颗粒尺寸分布均有显著影响.     

Fe2O3掺杂MgTiO3-CaTiO3微波陶瓷的介电性能研究

采用固相法制备0.93MgTiO3-0.07CaTiO3-xFe_2O_3(摩尔分数x=0.01~0.025)微波介质陶瓷材料,研究添加Fe_2O_3后,体系的晶体结构、显微结构和微波介电性能之间的变化规律。利用XRD、SEM、网络分析仪对样品的相组成、微观结构、介电性能进行测试分析。研究表明:该复合陶瓷样品的致密度、介电常数和Q·f值随Fe_2O_3含量的增加先增大后减小。当x(Fe_2O_3)为0.015,在1290℃烧结4h时,获得最优的介电性能:εr=21.32,Q·f=37448GHz,τf=0.577×10-6/℃。     

Fe2O3/TiO2和ZnO/TiO3纳米颗粒薄膜的亲水性能和光催化性能的研究

采用溶胶—凝胶法在玻璃上制备了锐钛矿型TiO2和过渡金属铁、锌离子掺杂的TiO2薄膜，并通过XRD、XPS、AFM表征了合成的薄膜．结果表明铁和锌离子掺入后，TiO2薄膜变的更加致密．铁离子和锌离子分别以Fe2O3和ZnO的形式存在．在紫外光照射下，TiO2薄膜表现明显的亲水性．金属离子掺杂的TiO2薄膜，亲水性能明显增强．铁离子掺入对光催化降解甲基橙有一定的抑制作用；少量的锌离子掺入对光催化降解甲基橙有促进作用，锌离子掺入量增大后，效果并不明显．     

La2O3掺杂MoSi2的SHS合成及其性能研究

以Mo粉、Si粉和La2O3为原料,通过自蔓延高温燃烧合成(SHS)的方法制备了La2O3掺杂的MoSi2材料．研究表明,掺杂剂La2O3的加入对MoSi2燃烧合成过程的热力学和动力学具有明显的影响．并通过XRD和SEM对燃烧合成产物的物相组成和形貌进行了分析,发现La2O3的加入对合成产物的物相组成没有明显影响,但可以大大降低合成产物的晶粒尺寸．同时,力学性能研究结果表明,La2O3的加入可以提高MoSi2材料的室温断裂韧性．     

V2O5对 BaTiO3-Y2O3-MgO陶瓷性能的影响

研究了V2O5掺杂BaTiO3-Y2O3-MgO系陶瓷的显微结构和介电性能．SEM显示V2O5会促进该体系晶粒生长，降低陶瓷致密度．XRD显示V掺杂样品均为单一赝立方相，其固溶度〉1．0m01％．研究表明，V离子能有效抑制掺杂离子Y、Mg向BaTiO3晶粒内扩散，改变掺杂离子在晶粒中分布，从而形成薄壳层的壳芯晶粒，因此V能提高居里峰的强度并改善电容温度稳定性．多价V离子在还原气氛中以＋3、＋4为主，能增强瓷料的抗还原性，提高绝缘电阻率（10^13Ω·cm）、降低介电损耗（0．63％）．该体系掺杂0．1mol％V时，介电常数达到2600，满足X8R标准．     

Y2O3和ZnO共掺杂对BaTiO3陶瓷的微观结构和介电性能的影响

研究了Y2O3和ZnO共掺杂对BaTiO3陶瓷的微观结构和介电性能的影响.XRD分析表明,Y2O2和ZnO促使BaTiO3的晶体结构由四方相转变为赝立方相;在此系统中Y2O3的固溶度低于1.5mol%,而ZnO的固溶度约3.0mol%.SEM显示Y2O3比ZnO更能有效地改善微观结构,其显著的晶粒抑制作用归因于分散于晶界的第二相Y2Ti2O7对晶粒生长的钉扎作用.适量Y2O3和ZnO的协同作用有助于形成壳-芯结构,并显著改善BaTiO3陶瓷的介电温度稳定性.在BaTiO3-Y2O3-ZnO新体系中获得符合X7R的高性能抗还原介质.     

BaTiO3-Nb2O5-Ni2O3三元系统的介电性能研究

对三元系统BaTiO3-Nb2O5-Ni2O3的微结构和介电性能进行了研究．XRD分析表明Nb2O5／Ni2O3协同掺杂的BaTiO3陶瓷为赝立方相结构；在掺杂1．0mol％Ni的BaTiO3中，Nb的固溶度〈4．0mol％．SEM观察表明，随Nb掺杂量的增加，BaTiO3陶瓷的晶粒尺寸先增大后减小．BaTiO3陶瓷的室温介电常数、介质损耗，以及在低温端和高温端的电容变化率都随Nb含量的增加而先增大后减小．DSC测量表明，Nb掺杂使BaTiO3陶瓷的居里温度向高温方向移动．该系统瓷料介电性质的变化与材料的晶粒尺寸以及掺杂剂导致的相变温度的移动密切相关．本实验在BaTiO3-Nb2O5-Ni2O3系统中开发出了新型的X8R材料，这种材料很有希望用于制备大容量X8R多层陶瓷电容器．     

表面活性剂对纳米Sb2O3和纳米 Sb2O3/云母分散性的影响

以片状云母作为微反应器制备了纳米Sb2O3／云母复合物，并用XRD、TEM进行了表征．研究了表面活性剂对纳米Sb2O3颗粒、纳米Sb2O3／云母复合物的粒子性能及粒度分布的影响，并对二者进行了比较．结果表明：纳米Sb2O3被十六烷基三甲基溴化铵处理后，在云母层间均匀生长，形成的纳米Sb2O3分散性好，粒度分布窄．平均粒径约为5nm，比不加云母制备的纳米Sb2O3小30nm．     

湿化学法制备 Y2O3纳米粉及透明陶瓷

以Y(NO3)3溶液和NH3·H2O为原料,制备了Y2O3纳米粉体.先驱沉淀物的化学组成为Y2(OH)5NO3·H2O.研究了pH值及滴加过程对先驱沉淀物形貌及Y2O3产物烧结性的影响.正向滴定,pH值较低时(pH=7.9),先驱沉淀物为片状结构;pH值较高时(pH=10.0),先驱沉淀物片层状结构特性减轻,并且颗粒变的细小.反向滴加时,片层状结构特征消失,主要为块状晶粒.先驱沉淀物为片状结构时,得到的粉体活性较高.添加适量的(NH4)2SO4能够减轻Y2O3粉体的团聚,沉淀的同时控制pH值在9以下,所得到的粉体具有更好的烧结性能.采用得到的Y2O3纳米粉,不加入任何烧结助剂,经1700℃真空烧结4h得到了透明Y2O3陶瓷.     

残余氧化硼对钛酸锶钡晶胞参数及相变温度的影响

研究了氧化硼掺杂（B2O3）烧结钛酸锶钡（Ba1-xSrxTiO3，x=0、0．4、1）陶瓷钙钛矿结构的稳定性、晶胞参数以及相变温度．结果表明，随着掺杂量的增加，钛酸锶钡仍保持原来的钙钛矿结构，但晶胞参数有所变化．晶格常数c与a并非单调变化，但轴比c／a单调递减而晶胞体积a^2c却单调增大．和未掺杂钛酸锶钡相比，掺杂钛酸锶钡陶瓷的相变温度有所升高．同一掺杂含量下，随着烧结温度的升高，因钛酸锶与钛酸钡相互固溶引起晶胞体积明显收缩，相变温度逐渐降低．但在同一烧结温度下，随着掺杂量的增加，相变温度几乎不变．说明硼离子半径虽然很小，氧化硼对钛酸锶钡晶胞参数的影响还是存在的，而且只能以填隙方式存在于晶胞，但其固溶能力非常有限．     

La2O3在MgO-Al2O3-SiO2-TiO2微晶玻璃中的作用

在MgO-Al2O3-SiO2-TiO2玻璃中添加不同数量的氧化镧，采用差热分析，X射线衍射及电子显微镜等技术研究了氧化镧对玻璃析晶过程与力学性能的影响。氧化镧的加入使玻璃中析出α－堇青石相的温度降低，同时避免了高膨胀方石英相的析出。随着氧化镧加入量的增加，玻璃整体析晶能力下降，微晶玻璃中晶相含量减少，晶粒尺寸增大，微晶玻璃的弹性模量与硬度减小，断裂韧性增加，体现出大尺寸长柱状金红石晶粒的增韧作用。