稀土氧化物掺杂对Ba0.6Sr0.4TiO3-MgO复合物结构及微波介电性能的影响

研究了不同质量分数(0~1.5%)的各种稀土氧化物对Ba0.6Sr0.4TiO3(40%)-MgO(60%)陶瓷微观结构和介电性能的影响.研究表明,大半径的稀土离子掺杂能有效降低材料的介电常数并提高品质因数;而小半径的稀土离子掺杂则会提高材料的微波介电损耗.当掺杂量超过0.2%时,所有样品的调谐率都随着添加量的增加而下降.与未掺杂的BST-MgO相比,0.2%稀土掺杂样品的调谐率变化规律及机理随掺杂物的不同而不同:Nd2O3和Yb2O3 掺杂样品中调谐率的大幅度升高归因于结电容的贡献,Sm2O3 掺杂样品调谐率的下降主要由MgO晶粒的聚集所致,而Y3+同时占据A位和B位引起了样品调谐率的下降.研究发现在BST-MgO中添加具有大离子半径的稀土氧化物(如La2O3、CeO2、Nd2O3、Sm2O3)并优化其添加量,能满足铁电移相器等微波调谐器件的要求.     

两步加压法制备高介电调谐率的Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3厚膜

在传统的丝网印刷厚膜制备工艺中增加了两步加压预处理流程,采用这种新方法制备了致密的Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)厚膜,并系统地研究了两步加压法对BST厚膜微结构和介电性能的影响。结果表明,与传统工艺相比,两步加压法可使BST厚膜获得更致密的微结构和更高的介电调谐率。在20℃和10kHz环境下,厚膜的介电常数和介电损耗分别为958和0.013 4,6kV/mm偏场下介电调谐率和优值分别为48.6%和36.3。     

SiO2掺杂对BST-MgO陶瓷微观结构和介电性能的影响

采用普通陶瓷工艺制备了0.4Ba0.6Sr0.4TiO3-0.6MgO-xSiO2(0≤x5.0%)陶瓷,研究了SiO2含量对所制BST-MgO(BSTM)陶瓷微观结构以及低频、微波介电性能的影响.XRD分析表明,随着掺杂量的增加,SiO2在BSTM陶瓷中首先以SiO2的形式存在,然后与MgO反应生成Mg2SiO4.质...     

R.F.溅射Ba0.5Sr0.5TiO3/RuO2薄膜及其介电特性研究

用R．F．磁控溅射法在p-Si(100)衬底上沉积Ba0．5Sr0．5TiO3／RuO2异质结，BST薄膜的晶相和表面形貌用XRD和SEM分析，表明在衬底温度为550℃时，薄膜的结晶度高、表面粗糙、晶粒较大。电容器InGa／BST／RuO2的介电特性由ε—V特性和I—V特性描述。薄膜在零偏压下ε=230、tgδ≈0．03，低电场条件下，薄膜的漏电流随电压呈饱和特性，属电子跳跃传导，且通过改善薄膜的结晶度可减小该漏电流，高电场条件下，漏电流符合肖特基发射规律。     

PbO和Bi_2O_3-Li_2CO_3助烧剂对Pb(Zr_(0.9)Ti_(0.1))O_3厚膜热释电性能的影响

采用丝网印刷工艺制备了Pb(Zr0.9T0.1)O3(PZT)厚膜,研究了过量PbO和Bi2O3-Li2CO3共同助烧对PZT厚膜低温烧结特性、微观结构、相构成以及介电和热释电性能的影响。结果表明:随着过量PbO及Bi2O3-Li2CO3添加量的增加,PZT厚膜的烧结温度和晶粒尺寸均逐渐降低。当PbO过量6.4%(质量分数)、Bi2O3-Li2CO3添加量为5.4%(质量分数)时,PZT厚膜可在900℃低温下致密成瓷,且其热释电系数和探测率优值均得到大幅提高;所得样品在30℃时的热释电系数为10.6×10–8C.cm–2.K–1,探测率优值为8.2×10–5Pa–1/2。     

硅基衬底Ba0.5Sr0.5TiO3厚膜制备的Sol-gel新方法

介绍了一种改进的制备压电厚膜的sol-gel新方法,通过添加聚乙烯吡咯烷酮(poly vinyl pyrrolidone,PVP)来抑制厚膜中裂纹的产生.文中讨论了最大无裂纹膜厚与PVP摩尔比及热处理的关系,并给出了BST的SEM显微照片.     

硅基衬底Ba0.5Sr0.5TiO3厚膜制备的Sol-gel新方法

介绍了一种改进的制备压电厚膜的sol-gel新方法,通过添加聚乙烯吡咯烷酮(poly vinyl pyrrolidone,PVP)来抑制厚膜中裂纹的产生.文中讨论了最大无裂纹膜厚与PVP摩尔比及热处理的关系,并给出了BST的SEM显微照片.     

Zn掺杂对BST薄膜介电调谐性能的影响

用sol-gel法在Pt/SiO2/Si基片上制备了未掺杂和掺杂Zn的钛酸锶钡(BST)薄膜。用XRD对BST薄膜进行了物相分析,研究了Zn掺杂对薄膜的表面形貌和介电调谐性能的影响。结果表明:室温下,随着Zn加入量的增加,BST薄膜的介电常数减小,介质损耗降低,介电调谐量增加。x(Zn)为0.025的BST薄膜具有最大的优越因子(FOM),其值为29.28。     

MgO掺杂对Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷性能的影响

采用常规陶瓷加工成型及烧结工艺,研究了在Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)陶瓷中掺杂1.0%,20.0%,40.0%,60.0%(质量分数)的MgO后介电性能的变化规律。又通过对微波介质性能的测量,绘制出Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)陶瓷随温度变化的相变图及其介电常数和可调谐率随MgO掺杂量变化的曲线。     

Ba1-xSrxTiO3热释电梯度厚膜的制备和介电性能研究

钛酸锶钡(BST)组分梯度多层厚膜具有较好的综合介电性能,包括适中的介电常数、高的介电温度系数、低的介质损耗等,日益成为红外探测器、微波调制器件的重要候选厚膜材料.采用改进的溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备Mn掺杂6层不同组分梯度BST厚膜.厚约5 μm.研究了梯度BST厚膜的微观结构及其介电性能.X-射线衍射(XRD)分析表明,当热处理温度为750℃时,得到完整钙钛矿结构的厚膜材料.扫描电镜(SEM)电镜显示,厚膜表面晶粒大小均匀,排列紧密,致密性好,梯度BST厚膜的介电峰温区覆盖常温,介电常数峰值为920,介电损耗约为1.8×10-2.     

Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3/ZnNb_2O_6复相陶瓷的显微结构和介电性能

采用传统电子陶瓷工艺制备了Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3/ZnNb_2O_6(BSTZ)复相陶瓷,研究了ZnNb_2O_6含量对BSTZ陶瓷结构和介电性能的影响规律.结果表明,BSTZ复相陶瓷可在较低温度下烧结成瓷;陶瓷中除了Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3和ZnNb_2O_6两种主晶相,还有新相BaNb_(3.6)O_(10)生成;陶瓷的介电常数和介电损耗均随ZnNb2O6含量的增加而降低;当x(ZnNb_2O_6)=0.6(摩尔比)时,复相陶瓷在微波下的介电常数为74,介电损耗为0.043,可调性可达10.54%(1.0 kV/mm).     

CuO掺杂Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3陶瓷的结构与性能

采用传统陶瓷制备工艺,以容差因子为依据进行CuO掺杂,制备了可在较低温度烧结成瓷的Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3(BSTO)基陶瓷.结果表明,w(CuO)=0.5%～4.0%的BSTO基陶瓷可在1 200 ℃烧结成瓷,且不会引入杂相.介电性能测试表明,在室温低频下,随CuO掺杂量的增加,BSTO陶瓷的介电常数增加,而介电损耗降低;在微波频段下,BSTO基陶瓷的介电常数和介电损耗均随CuO掺杂量的增加而增大.可调性测试表明,在1 kV/mm的直流偏压下,各BSTO基陶瓷掺杂样的可调性均大于10%,其中,试样w(CuO)=1%的可调性达到13.2%.     

玻璃粉含量对钡铁氧体厚膜磁性能的影响

采用丝网印刷法制备了钡铁氧体厚膜,系统研究了玻璃粉含量对钡铁氧体厚膜磁性能的影响。结果表明,随着玻璃粉含量的增大,样品的致密度逐渐提高;饱和磁化强度、剩磁和矫顽力均呈现出先增大后减小的趋势;而剩磁比(Mr/Ms)单调上升。当玻璃粉含量增大到质量分数7%时,所制得样品的饱和磁化强度、剩磁和矫顽力均达到最大值,分别为151,76.6,310 kA/m。当玻璃粉含量为质量分数13%时,剩磁比达到0.615。     

CeO_2缓冲层对蓝宝石基Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3薄膜结构和介电性能的影响

利用磁控溅射法制备Ce O_2缓冲层,通过脉冲激光沉积法制备Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3(BST)薄膜,在Al_2O_3(11—02)蓝宝石基片上构架了Pt/BST/Ce O_2/Al_2O_3和Pt/BST/Al_2O_3叉指电容器,对比研究了Ce O_2缓冲层对BST薄膜结构和叉指电容器介电性能的影响。通过X射线衍射仪、原子力显微镜和LCR表分别对叉指电容器的结构、表面形貌和介电性能进行了表征。实验发现,直接沉积在蓝宝石上的BST薄膜为多晶结构,生长在Ce O_2缓冲层上的BST为(001)取向的高质量外延薄膜。生长在Ce O_2缓冲层上的BST薄膜相对于没有缓冲层的BST薄膜具有更小的晶粒和均方根粗糙度。在40 V偏置电压下,Pt/BST/Al_2O_3和Pt/BST/Ce O_2/Al_2O_3叉指电容器的调谐率分别是13.2%和25.8%;最小介电损耗为0.021和0.014。结果表明Ce O_2缓冲层对生长在蓝宝石基片上的BST薄膜结构和介电性能具有重要影响。     

掺杂Lu_2O_3对Ba_4Sm_(9.33)Ti_(18)O_(54)微波介质陶瓷性能的影响

以Ba4Sm9.33Ti18O54微波介质陶瓷为基础,掺杂Lu2O3进行改性,形成固溶式为Ba4(Sm1–yLuy)9.33Ti18O54的结构。结果表明,掺杂Lu2O3能很好地把Ba4Sm9.33Ti18O54微波介质陶瓷的烧结温度降至1 260℃,当y=0.05时Ba4Sm9.33Ti18O54为类钨青铜结构,能得到介电性能较佳的微波介质陶瓷:4.33GHz时εr约为76,Q.f约为2532,τf为–42×10–6/℃;y<0.5时生成了类钨青铜结构晶相,y≥0.5主晶相变成烧绿石相,不具备介电性。     

钛酸锶钡/铋锌铌多层复合薄膜的制备及性能

采用溶胶一凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了钛酸锶钡/铋锌铌多层复合薄膜样品.研究了不同退火温度下多层复合薄膜的结构、微观形貌及介电性能.结果表明:在退火温度高于700℃时,所得复合薄膜中会出现立方焦绿石结构的铋锌铌和钙钛矿结构的钛酸锶钡.750℃退火处理得到的多层复合薄膜,表面致密,无裂纹,其相对介电常数...     

不同工序添加MgO的Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷及其性能

通过在不同工序添加MgO,研究添加方式对Ba0.6Sr0.4TiO3(BSTO)陶瓷微观结构与介电性能的影响。结果表明:在预合成BSTO后加入MgO,样品中有明显的Ba3(VO4)2针状晶粒生成,且随MgO添加量的增多而减少;在预合成BSTO前加入MgO的样品中,该新相极少。MgO添加量相同时,在预合成BSTO前加入,样品的介电常数较低;在预合成BSTO后加入,样品的高频损耗较小,可调性较高,当添加质量分数为15%～25%的MgO,样品在103V/mm电场强度下的可调性均高于20%。     

液相包覆法引入B2O3对Ba2Ti9O20陶瓷介电性能的影响

以BaCO3和TiO2粉末为原料,采用固相反应法合成Ba2Ti9O20主晶相,以H3BO3溶液为前驱液,通过液相包覆技术引入B2O3助烧剂以降低Ba2Ti9O20陶瓷的烧结温度.研究了液相包覆B2O3对Ba2Ti9O20陶瓷的烧结和介电性能的影响.结果表明,液相包覆B2O3后,Ba2Ti9O20陶瓷的烧结温度从1400...     

不同含锰化合物掺杂对BST-MgO陶瓷介电性能的影响

采用普通固相反应法制备了0.45Ba0.55Sr0.45TiO3-0.55MgO-Mn(NO3)2/MnCO3(简称BST-MgO)陶瓷,通过XRD和SEM研究了不同形态含锰化合物(固态MnCO3及液态Mn(NO3)2)掺杂对所制BST-MgO陶瓷致密化及微波介电性能的影响。结果表明,液态Mn(NO3)2掺杂可以增加锰离子进入BST晶格的几率,同时抑制镁离子进入BST晶格,提高BST-MgO陶瓷的致密度,降低介质损耗,获得较高的综合性能:10 kHz下r=116,tan=0.003 8,可调率(Tu)为19.64%,优值K=51.68;3 GHz时Q.f值达788 GHz。