(1-x)PST-xPZT弛豫铁电陶瓷的介电与压电性能研究

利用高纯原料,先合成钨锰矿型ScTaO4先驱体,再与其它氧化物混合成形后,在1200～1300℃下烧结制各了（1-x）PST-xPZT（简写为PSTZT）弛豫铁电陶瓷。X射线衍射测试表明PSTZT陶瓷为钙钛矿相结构。随烧结温度和PZT掺入量的不同,PSTZT陶瓷中钙钛矿相的含量有所变化。PSTZT铁电陶瓷具有明显的弥散型介电响应特征,其介电系数εr,压电常数d33等随PZT掺入量增大而呈现上升趋势,随烧结温度的升高而有所增加。阻抗分析表明PSTZT陶瓷没有明显的晶界相存在。讨论了PZT掺杂对PSTZT陶瓷性能影响的机理。     

Ba1-xSrxTi0.88Sn0.12O3陶瓷结构与介电性能的研究

采用高温固相烧结法制备了Ba1-xSrxTi0.88Sn0.12O3(x=0.10,0.20,0.30,0.40,0.50)陶瓷,研究了Sr含量及烧结温度对Ba1-xSrxTi0.88Sn0.12O3陶瓷结构与介电性能的影响.XRD初步分析表明Ba1-xSrxTi0.88Sn0.12O3陶瓷在室温为立方钙钛矿结构.进一步的研究表明Ba1-xSrxTi0.88Sn0.12O3陶瓷的介电性能与对A位、B位进行的离子取代密切相关.随着Sr含量的增加,不同烧结温度下Ba1-xSrxTi0.88Sn0.12O3陶瓷的介电性能下降,相变温度Tc移向低温.尽管在所研究的组分范围内Ba1-xSrxTi0.88Sn0.12O3表现出扩散相变铁电体的特征,但是典型的介电弛豫行为并没有被观察到.     

复相弛豫铁电陶瓷的相组成与介电性能

采用两相混合烧结法在Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－ＢａＴｉＯ３－ＰｂＴｉＯ３系统中制备了弛豫铁电陶瓷材料，相组成研究表明，该陶瓷具有两相共存的复相结构，对复相陶瓷的介电性能进行了研究，结果表明，复相结构可有效地改善弛豫铁电陶瓷的介温特性、频率特性和介质老化性能。     

铌酸锶钡铁电陶瓷的介电弛豫行为

铌酸锶钡Sr_1－xBa_xNb₂O₆（0．25＜x＜075）陶瓷固溶体是典型的钨青铜结构弛豫型铁电体,其介电行为与钙钛矿结构弛豫型铁电体的介电行为极为相似,即射频介电温谱呈现弥散的居里温区.通过对Sr_1－xBa_xNb₂O₆（x＝0．4、0.5、06）在─170～＋400℃的介电温谱进行详细测定;与其热释电测量结果进行对比,发现它们在低温区的介电响应存在一个不同于钙钛矿结构弛豫型铁电体的弛豫过程,高于居里温区的介电响应很好地符合居里-外斯定律．结合钨青铜结构铁电体存在无公度相的特征,初步探讨了钨青铜结构弛豫型铁电体中局域极化的产生、增大和凝聚特点．     

复相弛豫铁电陶瓷的相组成与介电性能

采用两相混合烧结法在Pb（Zn1／3Nb2／3）O3－BaTiO3－PbTiO3系统中制备了弛豫铁电陶瓷材料．相组成研究表明，该陶瓷具有两相共存的复相结构．对复相陶瓷的介电性能进行了研究，结果表明，复相结构可有效地改善弛豫铁电陶瓷的介温特性、频率特性和介质老化性能．     

Sn掺杂钙钛矿BaTiO3电子结构的第一原理研究：Ba（SnxTi1-x）O3

采用基于密度泛函理论（DFT）的全势线性缀加平面波（FPLAPW）方法,对Sn掺杂钙钛矿BaTiO3电子结构进行了第一性原理研究,构造了3个不同的超胞,分别为1×2×2、1×1×3和1×1×2,即：分别由4个、3个和2个单胞组成的超胞。研究表明：当X≤0．33时,随着X值的增大,相应的费米面会向Sn掺杂BaTiO3导带的更高的能量处移动,以适应掺杂电子数目的增多,其态密度的演化可以用一个严格的带状模型来描述,所以,掺入BaTiO3体系的每一个电子都对体系的导电过程有贡献,从而使其室温介电常数大幅度提高,介电损失相对减小。复合材料的态密度的重新分布主要是由O—P与所掺入的Sn混合后的杂化而引起的。     

La2O3掺杂的SrTiO3陶瓷的介电性质

SrTiO_3陶瓷是一种具有多功能特性的介质材料。用La_2O_3掺杂改性的SrTiO_3陶瓷,可以提高其介电常数和降低介质损耗,对其介电温度特性和介电频率特性也有明显的改善.本文主要报道 La_2O_3对SrTiO_3陶瓷介电性质的影响。     

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。     

Pb（Fe2／3W1／3）O3的制备及其介电性能研究

本文采用半化学法，即硝酸铁代替传统氧化物混合法中的三氧化二铁与PbO和WO3浆料混合，经850℃，2h预烧，一步合成了钙钛矿单相的Pb(Fe2/3W1/3)O3(PFW)预烧粉体；再经870℃和2h烧结，得到了纯钙钛矿相的PFW陶瓷，其理论密度大于98%，在1kHz时的最大介电常数εmax为8000，高于二次合成法和传统氧化物法制备的PFW陶瓷，表明半化学法对制备PFW陶瓷是可行的。     

复合钙钛矿Pb（Fe1／2Nb1／2）O3的弛豫特性

制备了纯钙钛矿相Ｐｂ（Ｆｅ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３（ＰＦＮ）陶瓷，研究其介电性能表明，ＰＦＮ陶瓷无论退火与否都存在弥散性相变（ＤＰＴ）现象，未退火试样εｍａｘ对应的温度Ｔｍ不随测量频率变化，退火试样的Ｔｍ随频率变化，即表现出Ｔｍ频率色散现象，结合ＸＲＤ分析，指出ＰＦＮ应属弛豫铁电体。     

复合掺杂BCZT陶瓷的介电弛豫行为研究

采用固相法制备了Ba_0.9175Ca_0.08Nd_0.0025(Zr_0.18Ti_0.8175-xY_xMn_0.0025)O₃ (BCZT-Y, x=0、0.5mol%、0.75mol%、1.0mol%、 1.5mol% 、2.0mol%)铁电陶瓷, 研究了不同Y³⁺掺杂量对该铁电陶瓷结构与介电性能的影响。结果表明: 随着Y³⁺掺杂量增加, Y³⁺进入晶格, BCZT-Y陶瓷的密度从4.029 g/cm³增加到6.058 g/cm³; 同时介电峰压低并展宽, 居里温度向低温方向移动, 表现出明显的铁电体弛豫特征, 采用Lorenz型公式对该实验结果进行拟合验证,发现随着Y³⁺掺杂量增加, 电滞回线变窄变斜、回线面积大幅减小, 剩余极化强度和矫顽电场降低。     

钛锡酸锶钡Ba1-xSrxTi0.90Sn0.10O3陶瓷的结构与介电性能

采用传统陶瓷工艺制备了一系列的钛锡酸锶钡Ba1-xSrxTi0.90Sn0.10O3陶瓷.通过X射线衍射分析了样品的相结构,采用扫描电子显微镜描述了样品的形貌.还研究了介电常数和介电损耗随温度和电场的变化.试验结果表明:用传统的固相反应法制备的钛锡酸锶钡陶瓷的相结构为钙钛矿结构.随着烧结温度的提高,介电常数的峰值呈显著增加,介电损耗在铁电区增加但在顺电区没有明显变化.当Sr的掺入量为14%时得到最大的可调率为82.6%.     

Pb（Li1／4Fe1／4W1／2）O3铁电体的有序结构和介电性质

用普通的电子陶瓷一次合成法，在903K下制备了高度有序的Pb（Li1/4Fe1/4W1/2）O3铁电体，介电特性测量显示该材料有明显的弥散相变现象。从X射线衍射和透射电镜的分析表明为面心立方钙钛矿结构，晶胞参数为8．024×10-10m。提出其有序化结构特点是Li 、Fe3 随机分布，同时它们与W6 相间在〈111〉方向作有序排列。     

无铅Ba(Ce,Ti)O_3陶瓷的电卡效应

本文使用标准固相烧结法制备了Ba(Ti_(1-x)Ce_x)O_3(x=0.10,0.15,0.20)陶瓷,通过XRD分析发现这些陶瓷中除了Ba(Ti_(1-x)Ce_x)O_3主相外,还存在少量的杂相。利用Rietveld拟合的方法,获得了Ba(Ti_(1-x)Ce_x)O_3主相中的Ce/Ti实际比例。介电温谱表明这些陶瓷均存在一个明显的介电峰,且随着x的增加,峰值温度下降,介电峰宽展宽。利用不同温度下的电滞迴线,给出了不同温度和电场强度下的极化值,通过间接法获得了这些陶瓷的电卡效应。结果表明,BaTi_(0.9)Ce_(0.1)O_3的电卡效应最强,其DT值在403K和40kV/cm的电场下达到最大值,为0.48K,电卡强度为0.12×10~(-6)K·m/V。     

Yb_2O_3的掺杂方式对Ba(Ti_(1-y)Zr_y)O_3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．     

共沉淀法合成球形正极材料xLi2MnO3·（1-x）Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2（x=0.2、0.4、0.6）及其性能研究

以氨水作为络合剂,采用氢氧化物共沉淀法合成了球形富锂锰基正极材料xLi2MnO3·(1-x)Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2(x=0.2、0.4和0.6),并对合成的不同组分样品材料的化学成分、结构、形貌和电化学性能进行了表征。结果表明,样品材料的化学组分与其理论含量相同,随着x的增大,材料的粒度变小,在电压范围为2.5~4.6V条件下进行充放电性能测试时,材料的首次充放电容量随着x值减小而增加,且当x=0.2时,材料在不同倍率条件下具有最大的放电容量。     

CO3O4掺杂Mg2SiO4陶瓷介电性能的研究

采用固相反应法制备了Co3O4掺杂Mg2SiO4微波介质陶瓷,研究Co2+离子掺杂对Mg2SiO4陶瓷烧结特性、相组成和介电性能的影响.结果表明:Co2+可以完全取代Mg2+固溶在Mg2 SiO4晶体中形成(Cox Mg1-x)2SiO4固溶体,通过调整加入的Co3O4的摩尔量可以获得介电性能优良的微波陶瓷.当x=0.025时,在1250℃下保温3h,( Co0.025Mg0.975)2 SiO4陶瓷具有良好的介电性能为:εr=7.7,Q=8850(1.8MHz),电容温度系数为50.4×10-6/℃.     

La2O3掺杂（Na0．5 Bi0．5）0．94 Ba0.06 TiO3无铅压电陶瓷的介电弛豫研究

采用固相合成法制备了La2O3掺杂(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3无铅压电陶瓷.研究了La2O3掺杂对(Na1/2Bi1/2)TiO3陶瓷晶体结构、介电性能与介电弛豫行为的影响.XRD分析表明,在所研究的组成范围内陶瓷材料均能够形成纯钙钛矿固溶体.材料的介电常数-温度曲线显示陶瓷具有两个介电反常峰Tf和Tm.修正的居里-维斯公式较好的描述了陶瓷弥散相变特征,弥散指数随La2O3掺杂量的增加而增加.掺杂量较低的陶瓷仅在低温介电反常峰Tf附近表现出明显的频率依赖性,随掺杂量的增加,陶瓷材料在室温和低温介电反常峰Tf之间都表现出明显的频率依赖性.并根据宏畴-微畴转变理论探讨了该体系陶瓷介电弛豫特性的机理.