Ba0.65Sr0.35TiO3陶瓷材料的制备及介电特性研究

采用溶胶－凝胶工艺制备了Ba0.65Sr0.35TiO3粉体，并利用微波烧结技术对粉体进行了合成和烧结，研究分析了样品的介电特性，并与传统制备工艺获得的样品进行了性能比较。实验结果表明，获得的Ba0.65Sr0.35TiO3粉体颗粒较细，其合成温度和烧结成瓷温度都较传统工艺有大幅度降低，分别为900和1310℃；可以获得晶粒尺寸在1μm以内的陶瓷；随晶粒的减小，材料的相对介电常数变化不大，而介电损耗大大降低。     

利用Ba0.65Sr0.35RuO3缓冲层制备高热释电系数的Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜

采用射频(RF)溅射,在Ba0.65Sr0.35TiO3(BST)薄膜和Pt/Ti/SiO2/Si衬底之间,制备10 nm厚的Ba0.65Sr0.35RuO3(BSR)缓冲层,研究了BSR缓冲层对BST薄膜结构和性能的影响.与没有加BSR缓冲层的BST薄膜相比,BSR缓冲层可以使BST薄膜呈高度a轴择优取向生长,改善了薄膜的介电常数,降低了薄膜的漏电流密度,使其热释电系数达到7.45×10-7 C·cm-2·K-1.这表明利用BSR缓冲层可以制备高热释电性能的BST薄膜.     

Sol-Gel制备Ba1-x Srx TiO3系铁电薄膜的介电、调谐性能*

用sol-gel工艺制备Ba1-xSrxTiO3系铁电薄膜（1－x=0.3,0.5-0.9)。实验证实,在制备溶胶过程中,提高加热温度能有效增加BST薄膜的介电调谐百分率。室温下,100kHz,各组分薄膜的介电常数（ε）和介电调谐百分率（Tunability%)均呈现较高的值。其中,Ba0.8Sr0.2TiO3的介电常数和调谐百分率达到最大分别为：678和39％,比国际上同类文献报道的数据高。BST的ε－E曲线呈良好的单值函数关系。介电温谱出现明显宽化,调谐曲线峰值点对应的温度较居里温度低20－30℃,本文并对上述现象作出解释。     

纳米(Ba,Sr)TiO_3粉体材料的制备

采用溶胶 -凝胶工艺制备了 (Ba ,Sr)TiO3凝胶 ,并利用微波烧结技术对凝胶进行合成和烧结。结果表明 ,获得的 (Ba ,Sr)TiO3粉体颗粒较细 ,与传统固相反应合成法相比 ,其钙钛矿相的合成温度由 110 0℃降至 90 0℃ ;粉体的颗粒尺寸在 5 0nm附近     

溶胶凝胶法制备钛酸锶钡(Ba1-xSrx)TiO3陶瓷及其介电性能的研究

采用硝酸钡、硝酸锶、钛酸丁酯和柠檬酸为原料的配合物溶胶凝胶方法制备了(Ba1-xSrx)TiO3(BST)陶瓷.实验结果表明,BST粉体合成温度及烧结温度分别为700及1250℃,均低于传统工艺的相应温度. Sr含量x≥0.40,(Ba1-xSrx)TiO3陶瓷的相结构为立方钙钛矿相;Sr含量x＜0.40,(Ba1-xSrx)TiO3陶瓷的相结构为四方钙钛矿型. (Ba1-xSrx)TiO3(0.5≤x≤0.70)陶瓷的电容率随温度变化曲线,说明存在由铁电四方相到顺电立方相的相变.且随锶(Sr)的摩尔量x的增加,(Ba1-xSrx)TiO3陶瓷样品的相变温度向低温方向移动,相变温度Tc的移动关系为Tc=394.1-272.6x(K).     

改进的sol-gel工艺制备细晶Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷及其介电性能的研究

用改进的sol-gel工艺制备了细晶钛酸锶钡(Ba0.6Sr0.4TiO3,BST)陶瓷块体,研究了BST陶瓷的结晶与介电性能.在这种改进sol-gel的工艺中,用传统的固相反应煅烧形成BST粉体,经高能球磨制备BST纳米陶瓷粉体,再将一定质量的纳米粉体加入到相同化学组成的BST的溶胶液中,经普球球磨12h后,制备成悬浮性好,分散均匀的浆料.浆料可用来制备BST陶瓷,并在1200℃保温2h烧结成瓷,结果显示,BST陶瓷块体结构致密,晶粒尺寸在0.15～2μm之间.分析了样品的介电性能和晶粒尺寸对材料介电性能的影响.介电温谱显示,在0℃,100kHz时,相对介电常数为2500,介电损耗为0.02;并且存在明显的弥散相变.     

Mg掺杂对Ba0.7Sr0.3TiO3（BST）热演变及相组成的影响

采用溶胶-凝胶法在醋酸溶液体系中制备了未掺杂和掺Mg的钛酸锶钡的凝胶和粉末。通过DSC-TG考察了Mg掺杂对BsT凝胶热解与晶化过程的影响，XRD分析了Mg掺杂的BST粉末的相组成。结果表明：Mg掺杂强烈影响BST体系的热演变过程，特别是晶化过程，由未掺杂的双相变过程变成单相变过程。随着Mg掺杂量增加，BST相晶化开始温度下降（提前），低于10％的Mg掺杂使晶化反应速度加快。在相同热经历状况下，Mg掺杂BST体系晶化反应充分完全，BST相结晶性良好。随Mg掺入量增多，BST体系中（Ba，Sr）CO3相的量增多，Mg进入晶格是（Ba，Sr）位替代而非Ti位替代。BST晶体（110）晶面间距d随Mg的掺入增大；BsT粉的晶粒大小随Mg的掺入逐渐减小，当Mg掺杂量分数为10％时晶粒最细小。     

Si-B-O系BST玻璃陶瓷制备及介电弥散研究

采用硝酸钡、硝酸锶、钛酸丁酯、正硅酸乙脂和硼酸三正丁脂为原料的溶胶凝胶方法制备了Si-B-O系BaxSr1-xTiO3玻璃陶瓷。通过差热分析(DTA)、热失重(TG)、X射线衍射(XRD)分析Si-B-O系BST玻璃陶瓷超细粉体合成过程及其相结构变化。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)描述Si-B-O系BST玻璃陶瓷烧结体的相结构和显微组织结构变化。阻抗分析仪测量Si-B-O系BST玻璃陶瓷的-50～100℃介电温谱。实验结果表明：Si-B-O系BST玻璃陶瓷粉体的相结构为立方钙钛矿相结构,其合成温度为700℃．不存在第二相。Si-B-O系BST玻璃陶瓷的烧结温度低于传统工艺。Si-B-O系BST玻璃陶瓷的显微结构呈细晶结构。Si-B-O系BST玻璃陶瓷的介电常数ε随着烧结温度升高而增大．介电损耗tgδ随测试温度的增加而降低。随着晶粒平均尺寸的减小．Si-B-O系BST玻璃陶瓷样品的介电峰变低．平坦．宽化．存在介电峰弥散化的现象。     

CaRuO3电极对(Ba,Sr)TiO3薄膜的介电特性的影响

在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)衬底上,用脉冲激光沉积工艺分别制备出了(110)外延取向生长的(Ba0.65Sr0.35)TiO3/CaRuO3(BST/CRO)异质结构薄膜;BST/CRO异质结构薄膜由纳米晶团簇组成,最大的团簇晶粒达500 nm,平均晶粒尺寸在60～80 nm,薄膜厚度为650 nm.BST/CRO异质结薄膜均为表面平滑和致密结构.BST/CRO异质结薄膜的介电常数和介电调谐率分别高达851和78.1%.与纯BST薄膜比较,用CRO作电极,增益介电常数与介电调谐率.     

钛酸锶钡(BaxSr1-xTiO3)陶瓷制备及其介电性能的研究

采用乙酸钡、乙酸锶和钛酸丁酯为原料的溶胶凝胶方法制备了BaxSn1-xTiO3(x=0．6)超细粉体,将BST超细粉体压制成型,进行烧结,得到(Ba0.6Sr004)TiO3陶瓷。通过热分析(DSC／TG)、X射线衍射(XRD)分析(Ba0.6Sr0.4)TiO3粉体合成过程及其相结构变化。采用扫描电子显微镜(SEM)描述(Ba0.6Sr0.4)TiO3烧结体的相结构和显微组织结构变化。阻抗分析仪测量(Ba0.6Sr0.4)TiO3陶瓷的-50～100℃介电温谱。实验结果表明BaxSn1-xTiO3粉体的相结构为立方相钙钛矿结构,其合成温度及烧结温度分别为800℃及1250℃,均低于传统工艺的相应温度。(Ba0.6Sr0.4)TiO3陶瓷在-50～100℃温度范围内,其电容率随着烧结温度升高而增大.介电损耗tgδ在-50～100℃温度范围内,随温度的增加而降低。1250℃的(Ba0.6Sr0.4)TiO3陶瓷烧结体样品存在介电峰弥散化。     

添加La2O3对Mg2TiO4陶瓷的显微结构与微波介电性能的影响

采用传统烧结工艺,制备了具有不同La₂O₃含量的镁钛镧陶瓷,并研究了La₂O₃组份对材料晶相构成、晶粒、晶界的演变、介电常数和品质因数的影响.结果表明,不含La₂O₃的钛酸镁陶瓷主晶相为Mg₂TiO₄,其平均晶粒尺寸>60μm;引入La₂O₃后,出现新晶相La_0.66Ti_O2.99,材料的晶粒尺寸明显下降;随La₂O₃含量的增加,材料的介电常数线性增加,材料的品质因数Q在10GHz出现最大值(16558).     

Preparation and Characterization of Epitaxial-Grown Ba0.65Sr0.35TiO3 Thin Films by the Sol-Gel Process on Pt/MgO Substrates

Epitaxial-grown barium-strontium-titanate (BST, Ba_0.65Sr_0.35TiO₃) thin films have been successfully deposited on Pt/MgO (100) substrates using sol-gel techniques. Crack-free 350-nm-thick films were fabricated using a multilayer spinning technique and calcination at 650°C in oxygen for 1 hr. The X-ray diffraction pattern showed that (001) planes of BST films were mainly laid parallel to Pt (100) and MgO (100). The dielectric constant and dissipation factor for BST thin films at a frequency of 10 kHz were 480 and 0.02, respectively. The results of the temperature-dependence of the dielectric constant and dissipation factor showed that sol-gel–derived BST films had Curie temperatures of about 35°C and diffused ferroelectric phase transition characteristics. The leakage current density through the BST films was about 2.75 × 10^–7 A/cm² at an applied voltage of 3 V. The BST films exhibited a well-saturated ferroelectric hysteresis loop with remnant polarization P _r = 2.8 C/cm² and coercive field E _c = 52 kV/cm.     

LiTa3O8薄膜制备与电性能研究

以乙醇锂和乙醇钽为起始反应物, 用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO₂/Si衬底上制备了新型钽酸锂LiTa₃O₈铁电薄膜. 经XRD图谱对比, 该薄膜结构不同于LiTaO₃晶体结构, 与正交相结构类似. SEM分析显示经过750℃结晶退火的LiTa₃O₈薄膜表面均匀平整无裂纹, 膜厚约为1μm. 实验结果表明, 在450kV/cm时, LiTa₃O₈薄膜剩余极化强度P_r为9.3μC/cm², 矫顽场强E_c为126.8kV/cm; 在9.5kV/cm时, LiTa₃O₈薄膜漏电电流为8.85×10^-9A/cm², 比LiTaO₃薄膜漏电小; 在1kHz时, LiTa₃O₈薄膜介电常数为58.4, 介电损耗为0.26. 溶胶-凝胶法制备的 LiTa₃O₈薄膜结晶温度比LiTaO₃薄膜高50℃以上.     

原位反应结合多孔Si3N4陶瓷的制备及其介电性能

以氮化硅(Si₃N₄)和氧化铝(Al₂O₃)为起始原料, 利用原位反应结合技术制备Si₃N₄多孔陶瓷. 研究烧结温度和保温时间对Si₃N₄多孔陶瓷的微观结构、力学性能以及介电性能的影响. 结果表明: 烧结温度在1350℃以下, 保温时间<4h时, 随着烧结温度的升高, 保温时间的延长, 样品的强度和介电常数增大; 但条件超出这个范围, 结果刚好相反; 物相分析表明多孔陶瓷主要由Si3N4和Al₂O₃以及Si₃N₄氧化生成的SiO₂(方石英)组成. 所制备的多孔Si₃N₄陶瓷的气孔率范围为25.34%～48.86%, 抗弯强度为34.77～127.85MPa, 介电常数为3.0～4.6, 介电损耗约为0.002.     

细晶Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)陶瓷材料的制备与介电性能

采用改进的Sol-gel工艺和传统烧结技术制备了晶粒尺寸在0.15～10μm的Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)陶瓷,观察了样品的显微结构,并对样品的介电性能进行了测试,分析了晶粒尺寸对材料介电性能的影响.实验结果表明:改进的Sol-gel工艺和两步烧结法可以有效地控制Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)陶瓷的晶粒尺寸.晶粒尺寸的降低,材料的介电常数也随之下降,介电峰呈现明显的铁电-顺电弥散相变;但当陶瓷的晶粒尺寸＜1 μm,介电常数出现峰值,铁电相变温区变窄.     

Zn-Al共掺对0.95MgTiO3-0.05CaTiO3介电性能的影响

采用固相反应法制备了 (Mg_0.93Ca_0.05Zn_0.02)(Ti_1-xAl_x)O₃介质陶瓷.研究了Zn-Al共掺杂对0.95MgTiO₃-0.05CaTiO₃(95MCT)陶瓷介电性能的影响.结果表明：Zn-Al共掺杂的95MCT陶瓷的主晶相为MgTiO₃和CaTiO₃两相结构,Zn-Al共掺杂可以抑制中间相MgTi₂O₅的产生,同时,有第二相CaAl₂O₄出现;Zn-Al共掺杂能有效地降低95MCT陶瓷的烧结温度至1300℃,改善介电性能,并对介电常数温度系数具有调节作用.当 Zn²⁺掺杂量为0.02mol、Al³⁺掺杂量为0.02mol时, 在1300℃烧结2.5h获得最佳性能：ε_r =20.35, tgδ=2.0×106, α_c=1.78×106.     

低温烧结ZnNb2O6/TiO2复合陶瓷的制备及介电性能研究

本文研究了ZnO∶Nb2O5∶TiO2=1∶1∶x系统中x量的变化对材料烧结特性、相组成及介电性能的影响.随x的增加,致密化温度逐步升高,晶相组成逐步从ZnTiNb2O8相转变为(Zn0.15Nb0.3Ti0.55)O2相,介电常数增大,Q.f值先增后减,τf向正温度系数方向移动.当x=1.92,在930℃保温4h,可获得晶粒大小均匀、结构致密的烧结体,并有较佳的介电性能:εr=37.71,Q.f=10370GHz(fo=2.5GHz),τf=-2ppm/℃;x>1.92或<1.92,会出现气孔、晶粒异常长大等现象,从而导致材料损耗的增大.     

MnCO3/MnO2共掺杂对（Ba,La,Ca）TiO3基陶瓷材料介电性能的影响

采用水热法制备了Ba0.7La0.2Ca0.1TiO3陶瓷材料,研究了MnCO3/MnO2共掺杂对陶瓷材料介电性能的影响及相关的影响规律。随着nMnCO3/nMnO2的增加,材料的介电常数开始增大随后减小,而介电损耗先减小再增大后开始波动,击穿场强先增大后减小。当nMnCO3/nMnO2为3∶1时介电常数最大,得到了介电常数(εr)为4661,介质损耗(tanδ)为0.0165,击穿场强(Eb)为12.58kV/mm,绝缘电阻(R)为3.7×1013Ω的高介电低损耗陶瓷粉体材料。最后探讨了MnCO3/MnO2共掺杂改性的有关机理。