不同施主掺杂对BaTiO_3-Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3-CaTiO_3陶瓷电学性能的影响

以BaCO_3,Na_2CO_3,TiO_2,Bi_2O_3,Y_2O_3,Nb_2O_5,La_2O_3为原材料,在氩气气氛中采取固相反应法合成新型高温无铅(95-x)mol%BaTiO_3-xmol%Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3-5mol%CaTiO_3((95-x)BT-x BNT-5CT,x=8,15)PTCR(Positive Temperature Coefficient of Resistance)陶瓷。研究不同施主(La,Y,Nb)掺杂对高温无铅(95-x)BT-x BNT-5CT材料的PTCR电学性能的影响。实验结果表明不同施主掺杂的BT-BNT-CT样品都有明显的正温度系数电阻效应,即PTC效应,其中Y和Nb掺杂的样品的整体性能最好。同时还研究了BNT含量分别为8%和15%对材料电学性能和居里温度的影响,实验结果得出,BNT的含量越高,材料的居里温度越高,但材料的半导化越困难。     

Bi0.5Na0.5TiO3基无铅压电陶瓷设计与制备研究的新进展

综述了Bi0.5Na0.5TiO3(BNW)基无铅压电陶瓷体系研究的最新进展,介绍了BNT基无铅压电陶瓷的设计方法及其制备技术.用自洽场离散变分法(self-consult charge-discrete variation-Xa,SCC-DV-Xa)等计算方法可为设计新型BNT基陶瓷提供重要的理论指导.用湿化学法,包括:溶胶-凝胶法、柠檬酸盐法、水热法等,可以合成BNT基纳米粉体,该类方法制备的BNT基粉体具有良好烧结活性,利于致密化烧结,使材料电性能得到改善.用模板晶粒生长技术可获得晶粒生长定向程度很高的BNT基压电陶瓷材料,进而提高材料在特定方向的压电性能.     

BaTiO_3-Bi_(0.5)K_(0.5)TiO_3高温无铅PTCR陶瓷的制备

作为钙钛矿结构的Bi0.5K0.5Ti O3,其居里温度(Tc)高达380℃,是极好的高温无铅PTCR(Positive temperature coefficient of resistance)陶瓷的制备材料。研究制备了Y2O3掺杂的高温无铅(1-xmol%)Ba Ti O3-xmol%Bi0.5K0.5Ti O3(简写为BT-x BKT,x=8,10)PTCR陶瓷,材料的居里温度达到190℃,电阻突跳约2个数量级。采用扫描电镜研究了陶瓷的微观形貌,并且分析了材料的微观结构对材料耐压特性的影响。     

温度对溶胶-凝胶法制备Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3粉体X射线衍射特征的影响

作为一种主要的无铅压电陶瓷材料,Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3(BNT)是一种优良的候选材料.以钛酸四丁酯、五水硝酸铋和无水乙酸钠为原料,用溶胶-凝胶法制备出清澈透明的BNT凝胶;BNT干凝胶经煅烧可得到BNT细粉.XRD谱线表明,其中主要含有杂相Bi_(12)TiO_(20).随着温度的升高,杂相的强度逐渐降低;同时,由于温度的升高,BNT粉体的晶粒增大.XRD指标化后的结果表明,BNT粉体的(101)晶面的原子排列的有序度较好.     

化学法制备Y掺杂BaTiO_3-(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_3无铅PTCR陶瓷

用化学法制备了(1-xmol%)BaTiO_3-xmol%(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_3(BBNTx,x=1,2,3,4,5)高温无铅正温度系数电阻(positive temperature coefficient of resistivity, PTCR)陶瓷。XRD表明所有的BBNTx陶瓷形成了单相的ABO_3四方钙钛矿结构。电阻温度特性表明空气中烧结的所有BBNTx陶瓷都能够半导化,具有明显的PTC特性。其中0.2 mol%Y掺杂BBNT1陶瓷,室温电阻率大约为500Ω·cm,电阻突跳比(最大电阻/最小电阻)在2.7个数量级左右,电阻突变温度约130℃。材料的电阻突变温度会随着BNT的增加而略有增加。但BNT的增加会导致室温电阻率明显增大,并且PTC效应也会降低。BBNT5陶瓷的电阻突变温度能够增加到145℃左右,但室温电阻率超过105Ω·cm,电阻突跳只有1个数量级。     

水热法制备Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3陶瓷及其性能

以五水硝酸铋(Bi(NO_3)_3·5H_2O)和二氧化钛(TiO_2)为原料,氢氧化钠(NaOH)为矿化剂,采用水热法合成了具有钙钛矿结构的钛酸铋钠Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3(BNT)无铅压电陶瓷粉体和陶瓷。利用X射线衍射仪(XRD)对产物晶体结构进行表征,用扫描电镜(SEM)观察产物粉体的表观形貌和粒径,并测试了陶瓷的电性能。结果表明,在200℃反应4h,NaOH浓度为6 mol/L,可以水热合成出单一晶相,粒径约为200nm的BNT粉体,用此粉体在1130℃烧结的陶瓷的介电常数ε_r=385.26,压电系数d_(33)=98cP/N。     

Gd~(3+)、Nb~(5+)掺杂锆钛酸钡陶瓷结构及介电性能的研究

实验以分析纯的乙酸钡、硝酸氧锆、钛酸丁酯、NH_3·H_2O(氨水)、Gd_2O_3、Nb_2O_5、Mn(CH_3COO)_2·4H_2O、C_4H_6MgO_4·H_2O为原料,采用溶胶-凝胶法制备Gd~(3+)掺杂Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3基陶瓷。通过XRD结构测试、SEM形貌测试和介电性能测试。结果表明Gd~(3+)掺杂Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3陶瓷在常温下仍为钙钛矿型结构,Gd~(3+)掺杂量为0.5 mol%时,常温介电常数最大,介电损耗最小。再以Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3+0.5 mol%Gd~(3+)陶瓷为基体,掺杂不同比例的Nb~(5+),制备Gd_2O_3、Nb_2O_5复合掺杂Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3陶瓷。通过XRD晶体结构测试、SEM形貌测试和介电性能测试实验,得出Gd~(3+)掺杂量为0.5 mol%、Nb~(5+)掺杂量为0.75 mol%时,复合掺杂BZT陶瓷的介电性能为最优。     

BNT基无铅压电陶瓷材料的溶胶-凝胶法制备及电性能研究

随着人们环保意识的增强,无铅压电陶瓷的研究和开发成为当前压电材料领域研究的热点。本文采用溶胶-凝胶法制备了BNT(钛酸铋钠)粉体,采用干压成型、高温电炉烧成无铅压电陶瓷样品,并对BNT粉体及无铅压电陶瓷样品进行了性能分析与结果讨论。     

溶胶-凝胶法合成(Na0.5Bi0.5)TiO3微粉

以钛酸四丁酯、硝酸铋、醋酸钠和冰醋酸为原料,利用溶胶-凝胶工艺得到透明凝胶,经干燥后煅烧成(Na0.5Bi0.5)TiO3微粉。通过对溶胶体系水/醇盐的摩尔比、初始pH值及胶凝温度对(Na0.5Bi0.5)TiO3凝胶体系溶胶-凝胶形成过程影响的研究,发现水/醇盐比R在35≤R≤60,pH在2.2~3.5,反应温度在40~60℃时,能够得到透明的溶胶;通过TG-DTA、SEM、X-ray等分析手段对(Na0.5Bi0.5)TiO3粉体进行测试,表明在650℃合成1h可以得到单一钙钛矿(Na0.5Bi0.5)TiO3晶体;采用TEM对(Na0.5Bi0.5)TiO3干凝胶粉体分析其粒径大小约为10nm。     

稀土氧化物对Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3基无铅压电陶瓷结构和性能的影响

综述了稀土氧化物在Na0.5Bi0.5TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷中的应用现状和发展前景,并阐述了稀土氧化物在BNT基无铅压电陶瓷中的作用机理。     

Bi0.5Na0.5TiO3基无铅压电陶瓷的研究进展

随着经济的发展和人们环保意识的增强,无铅压电陶瓷的研究和开发越来越引起人们的重视.由于钛酸铋钠(Bi0.5Na0.5TiO3,简称为BNT)基无铅压电陶瓷具有良好的铁电性和高的剩余极化引起了广大学者的关注.本文分析了BNT基无铅压电陶瓷的研究进展,其中晶粒取向生长技术是提高其压电性能的一个重要途径.本文还介绍了一种溶剂热法制备织构化BNT基无铅压电陶瓷的方法.     

Na0.5Bi0.5TiO3基无铅压电陶瓷研究与应用的新进展

综述了钙钛矿结构的Na0.5Bi0.5TiO3(简称BNT)基无铅压电陶瓷的研究现状,并与其它无铅基压电陶瓷进行了对比.列举了近年来BNT 基压电陶瓷的新发展和热门体系,结合笔者承担的相关研究工作内容,总结和指出了BNT基无铅压电陶瓷新的研究思路和相关方向.     

含水量对溶胶-凝胶法制备CCTO粉体结构和陶瓷介电性影响的研究

采用溶胶-凝胶方法制备CaCu_3Ti_4O_(12)粉体,并研究去离子水含量对CaCu_3Ti_4O_(12)溶胶凝胶化时间及制备的CaCu_3Ti_4O_(12)粉体形貌与结构特征的影响。实验结果表明,随去离子水含量的增多,CCTO溶胶的凝胶化时间缩短,透明度降低,CCTO粉体颗粒增大并出现团聚现象,同时发现其相应陶瓷的介电性恶化。     

Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3:ZnO无铅复相陶瓷的显微结构与铁电性能

采用二步固相法制备了0.8Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3:0.2ZnO无铅复相铁电陶瓷,研究了不同烧结温度制备的复相陶瓷的烧结性能、显微结构和铁电性能。结果表明:Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3中引入20%(摩尔分数)ZnO后,复相陶瓷产生了第三相Zn_2TiO_4,并且随着烧结温度的升高,Zn_2TiO_4含量逐渐增加。1 000℃烧结的陶瓷样品的剩余极化强度在测试温度为135℃时仍然保留了室温下的81%,且随着烧结温度的升高,不同样品的剩余极化强度没有减小的趋势,证明了ZnO所形成的内建电场提高了Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3铁电性的高温稳定性。     

柠檬酸铵对水热合成α-CaSO4·0.5H2O结晶过程的影响

以CaSO_4·2H_2O为原料,柠檬酸铵(C_6H_(17)N_3O_7)为添加剂,在水热温度130℃,搅拌速率60r·min~(-1),反应2h的条件下制备α-CaSO_4·0.5H_2O。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、场发射透射电子显微镜(TEM)、热重分析仪(TG)、差热示差扫描量热仪(DSC)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和X射线光电子能谱测定元素结合能(XPS)表征α-CaSO_4·0.5H_2O晶体的形貌和结构,探讨不同浓度C_6H_(17)N_3O_7对α-CaSO_4·0.5H_2O的晶体和结晶过程的影响。研究结果表明,C_6H_(17)N_3O_7会抑制α-CaSO_4·0.5H_2O沿c轴的生长,随着添加C_6H_(17)N_3O_7浓度的增大,α-CaSO_4·0.5H_2O的形貌由针状向柱状转变,晶体的直径由1.5～2μm增至10～12μm,长径比由80:1～100:1降至2:1～3:1。并且在CaSO_4·2H_2O向α-CaSO_4·0.5H_2O转化过程中,C_6H_(17)N_3O_7的添加导致其诱导时间和转化周期延长,生长速率减慢,晶体的热稳定性提高。     

过量Na~+对(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_3-LiNbO_3无铅压电陶瓷相组成及结构的影响

通过固相反应法预合成0.94(K0.5Na0.5)NbO3-0.06LiNbO3(KNLN6)无铅压电陶瓷粉体。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜/能谱仪(SEM/EDS)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对KNLN6试样进行性能表征。结果表明:按化学计量配比合成的KNLN6粉体中含有K3Li2Nb5O15(KLN)第二相;Na2CO3摩尔分数过量5%时,可有效地消除第二相KLN,从而获得单一钙钛矿结构的KNLN6粉体,同时,粉体的预烧温度降低了50℃;在1070℃下烧结2 h制备的Na2CO3过量5%的无铅压电陶瓷中,KNLN6晶体具有A位无序的单一正交钙钛矿结构,晶粒呈立方体状,平均尺寸约为10μm。     

络合溶胶-凝胶法合成磷酸盐材料CaZr4(PO4)6

用络合溶胶-凝胶法合成了化学组成为CaZr4(PO4)6(CZP)的NaZr2(PO4)3(NZP)族磷酸盐陶瓷的粉体.初步研究了制备条件对粉体物相和粒径及粒径分布的影响.添加ZnO为烧结助剂,将CZP粉体在950℃下烧结成陶瓷,测定和观察所制备陶瓷的相对密度、平均热膨胀系数、抗压强度和显微结构.结果表明:络合溶胶-凝胶法合成的前驱物经700℃煅烧能得到单相CZP粉体,该粉体具有良好的低温烧结活性.在950℃下烧结得到的CZP陶瓷的相对密度达84%,从室温至900℃的平均热膨胀系数为1.4x10-6/℃,属于低热膨胀陶瓷.     

溶胶-凝胶燃烧法制备Nd:Y_2O_3激光陶瓷纳米粉体

以Y_2O_3 和Nd_2O_3为原料,采用溶胶-凝胶燃烧法制备出Nd:Y_2O_3激光陶瓷纳米粉体.XRD测试结果表明粉体的最佳煅烧温度为1000 ℃,并且晶化完全.原子力显微镜观察结果表明粉体的粒度约为200 nm,分布均匀.差热-热重分析表明,柠檬酸在447 ℃分解放热, 而晶型转变温度为590 ℃,荧光光谱测试表明粉体最强的荧光发射峰位于9421.646 cm~(-1)(即波长1061.4 nm处) ,是 Nd~(3+4)F_(3/2)-~4I_(11/2)谱相导致的荧光发射.     

基于LaNi_(0.6)Fe_(0.4)O_(3–δ)致密扩散障型极限电流氧传感器的制备及性能

采用溶胶–凝胶法制备LaNi_(0.6)Fe_(0.4)O_(3–δ)(LNF)和Ce_(0.9)Gd_(0.1)O_(1.95)(GDC)粉体,用X射线衍射仪对LNF粉体进行表征,利用扫描电子显微镜对LNF和GDC陶瓷片的断面形貌进行分析。以LNF为致密扩散障、GDC为固体电解质,用Pt浆黏合法制备致密扩散障型极限电流氧传感器,研究了氧含量和温度对氧传感器氧敏性能的影响。结果表明:LNF形成钙钛矿结构,LNF和GDC陶瓷片都烧结致密,无明显气孔;氧传感器在740~820℃温度范围内低氧含量(0.3%~1.1%)中显示出良好的极限电流平台;氧传感器响应时间和恢复时间较短,分别约为18和23 s,并且极限电流值与氧浓度φ(O_2)和温度(T~(–0.5))之间存在较好的线性关系。     

水热法制备(Na0.82K0.18)0.5Bi0.5TiO3陶瓷粉体及其介电性能研究

以NaNO3,KNO3,Bi(NO3)3·5H2O和Ti(OC4H9)4为原料,NaOH为矿化剂,采用水热法成功制备了(Na0.82K0.18)0.5Bi0.5TiO3 (NKBT)粉体.研究了反应温度、反应时间和NaOH浓度对NKBT粉体制备的影响.运用XRD、SEM对制备的NKBT粉体进行了测试.测试结果显示,通过调整水热反应条件可对NKBT粉体的微观形貌进行控制.采用传统烧结法可将水热法制备的NKBT粉体烧结为致密的NKBT陶瓷.