LiCe掺杂对铋层材料K0．5Bi2．5Nb2O9的影响

用传统固相烧结法获得了含A位空位的(KBi)0.5-x(LiCe)x/2 x/2Bi2Nb2O9(其中为A位[KBi]空位)系列铋层陶瓷,研究了A位LiCe掺杂替代对K0.5Bi2.5Nb2O9系列陶瓷性能的影响。LiCe掺杂改性明显提高了K0.5Bi2.5Nb2O9系列陶瓷的压电活性,(KBi)0.44(LiCe)0.03 0.03Bi2Nb2O9陶瓷的压电系数d33、平面机电耦合系数kp和厚度振动机电耦合系数kt分别为31 pC/N、5%和22%。     

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.     

BaTiO3陶瓷中Nb2O5-Zn0.8Mg0.2TiO3的掺杂效应

研究了BaTiO3-Nb2O5-Zn0.8Mg0.2TiO3系统的介电性能及微观性能。SEM和XRD分析发现,在掺杂x(Nb)=1%的BaTiO3陶瓷中,Zn0.8Mg0.2TiO3的固溶度小于4%。Nb2O5和Zn0.8Mg0.2TiO3用量均为1%时,BaTiO3陶瓷为赝立方相结构,当x(Nb)>2%时,陶瓷样品(002)和(200)衍射峰相互分开,研究表明,BaTiO3陶瓷为四方相,且随着Nb用量增加,四方率增强。此外,Nb用量增加还使BaTiO3陶瓷室温介电常数降低,而同时居里点升高。当x(Nb)=2%和x(ZMT)=1%时,在空气中于1 180℃下烧成的BaTiO3陶瓷材料的主要性能指标为:298 K时介电常数2ε98 K=2 004,介电损耗tanδ=0.84%,密度ρ=1.4×1012Ω.cm,-55~ 150℃,电容量温度变化率△C/C≤±15%。     

二氧化铈掺杂锆钛酸钡陶瓷性能和结构的研究

采用传统电容器陶瓷制备工艺,研究了CeO2加入量对Ba(Zr,Ti)O3(BTZ)基电容器陶瓷性能的影响,得到了CeO2影响其性能的规律 ,当w(CeO2)为1.0%时相对介电常数最大(7193),当w(CeO2)为0.5%时介质损耗最小(0.0351)。CeO2有降低居里温度及展宽介电常数-温度峰和减小介电常数温度变化率的作用。利用SEM研究了CeO2对BTZ基陶瓷微观结构的影响,探讨了影响性能的机制,结果表明:CeO2是通过与BTZ形成缺陷固溶体、移峰、偏析晶界及抑制晶粒生长等来影响瓷料性能和结构的。     

Sb2O3掺杂Zn-Nb-O基微波介质陶瓷的结构与性能

采用传统电子陶瓷工艺制备(ZnNb2O6-Zn3Nb2O8)-Sb2O3(ZZS)陶瓷,研究了Sb2O3含量对ZZS陶瓷结构及介电性能的影响规律。结果表明,Sb2O3的加入促进了陶瓷的烧结,陶瓷中除ZnNb2O6和Zn3Nb2O8两种主晶相外未有新相生成,Sb2O3则以Sb3+或Sb5+置换Nb5+/Zn2+形成置换固溶体;陶瓷的介电常数(εr)随Sb2O3含量的增加先增大后减小,保持在23～25之间,介电损耗略有增加。微波频段下,0.7ZnNb2O6-0.3Zn3Nb2O8陶瓷的介电常数随Sb2O3含量的增加略有减小,品质因数与频率的乘积(Q×f)值先增大后减小。当w(Sb2O3)=1%时,陶瓷综合性能最佳,εr=22.88,Q×f=38 871GHz。     

B位取代钛酸铋钠基压电陶瓷的结构与性能

采用传统固相反应制备出了0.80Na0.5Bi0.5TiO3-0.20K0.5Bi0.5TiO3(NKBT)基无铅压电陶瓷材料,研究了高化合价离子(Sb5+, Nb5+,W6+) B位掺杂对NKBT基无铅压电陶瓷结构与性能的影响.结果表明,掺杂等量Sb3+、Nb5+和W6+后,NKBT基陶瓷的主晶相仍然为钙钛矿相结构,其中掺杂Sb5+和Nb5+时,陶瓷中分别出现少量Sb6O13和Nb2O5相.掺杂离子的相对原子质量越大,陶瓷的压电常数d33越大.W6+为最优掺杂离子.不同W6+含量的NKBT陶瓷的主晶相均为钙钛矿相,当W6+摩尔分数为8%时,出现焦绿石相Bi14W2O27.W6+的固然极限为4%.随着W6+摩尔分数的增加,材料的介电常数εr、d33及居里温度TC减小,介电损耗tan δ增加.当W6+的摩尔分数为1%时,陶瓷的性能达到最佳,其d33、εr、tan δ、TC分别为123 pC/N,1 352、0.042 9,318 ℃.     

Pb/Bi复掺对Y2O3-2TiO2微波介质陶瓷性能的影响

研究了PbTiO3和Bi2Ti2O7复合掺杂对新型的具有中介电常数的Y2O3-2TiO2系微波介质陶瓷物相组成、介电性能和烧结温度的影响。结果表明,掺杂后的陶瓷材料主晶相仍为A2B2O7型烧绿石结构,未发现第二相,Bi3+和Pb2+共同占据Y3+所在的A位。Pb/Bi复合掺杂有效降低了陶瓷的烧结温度,当w(PbTiO3)=2%和w(Bi2Ti2O7)=8%时,烧结温度降低为1 260℃,且陶瓷具有较好的介电性能,即介电常数rε≈64,介质损耗tanδ≈3.6×10-3,品质因数与频率的乘积Q×f≈2 438 GHz。     

ZnO、CeO2对BNCT介电性能的影响

为了获得高温稳定的电容材料,研究了ZnO、CeO2掺杂对Mn改性(Bi0.5Na0.5)0.88Ca0.12TiO3陶瓷材料介电性能的影响,并借助于XRD和SEM进行了微观分析.研究发现:随着ZnO掺杂量的增加,介电常数先增加后减小;容温变化率(△C/C25℃)曲线高温段改善;介质损耗在100℃以上的高温段先减小后又增加.XRD表明ZnO、CeO2的添加都引入了第二相;SEM显示添加质量分数为2%的ZnO能抑制异常晶粒,使晶粒均匀致密.在ZnO掺杂基础上添加CeO2,进一步改善了容温特性.当ω(CeO2)=1.2%～2.4%时,在-55～250℃范围内△C/C25℃≤±8%.     

PMMN-PZT四元系压电陶瓷材料的研究

研究了铌镁酸铅铌锰酸铅锆钛酸铅(PMMN-PZT)四元系统压电陶瓷材料的配方、工艺条件及对各项性能指标的影响。在相界附近研究了四种不同配方的PMMN-PZT压电陶瓷,通过SEM观察、性能测试、居里温度表征等手段,确定了较佳的配方组成、材料的烧结温度及极化制度。研究表明:所得PMMN-PZT压电陶瓷的较佳组成为0.06Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.06Pb(Mn1/3Nb2/3)O3-0.44PbZrO3-0.44PbTiO3+0.2%质量分数的CeO2,适宜的烧结温度为1200,极化电场为3000V/mm,极化温度为150。所制备的压电陶瓷的相对介电常数33T/0为1100;介质损耗tg为0.004;压电常数d33为290?0-12C/N,g33为28.0?0-3Vm/N;机电耦合系数kP为0.55;机械品质因数Qm为1200。     

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.