Ba(Mg1/3Nb2/3)O3-Mg4Nb2O9复相陶瓷微波介电性能研究

采用传统固相法制备了(1?x)Ba(Mg1/3Nb2/3)O3?xMg4Nb2O9 [(1?x)BMN?xM4N2,x = 0.003 ~ 0.125] 微波介质陶瓷,研究了相结构、烧结性能与介电性能随 x 的变化规律。结果表明： BMN 与 M4N2 可以两相共存,且二者间存在有限固溶,BMN 的烧结温度及高温稳定性有所降 低。随着 x 的增大,介电常数 εr和谐振频率温度系数 τf逐渐减小,Q × f 值的变化易受到 BMN 有序参数 S 的影响,高度 1:2 有序的 x = 0.026 陶瓷获得了最大 Q × f 值 125000 GHz。综合来看, 在 1320°C 下保温 4 h 烧结的 x = 0.125 样品表现出最佳的微波介电性能：εr = 26.6,Q × f = 111000 GHz,τf = 5 ppm/ºC。     

BiFeO3-SrBi2Nb2O9陶瓷的介电与铁电性能研究

用传统的固相反应法制备了单相层状钙钛矿结构的xBiFeO3-(1-x)SrBi2Nb2O9(x=0、0.05、0.1)的铁电陶瓷,并对其电学性能进行了研究。研究结果表明BiFeO3的掺入降低了SBN的烧结温度,陶瓷晶粒尺寸减小,致密度提高;介电性能得到了改善,居里温度和在居里点的介电常数提高;铁电性能恶化,耐压特性下降。     

添加CuO对Ca(Sm0.5Nb0.5)O3陶瓷烧结和微波介电性能的影响

采用传统高温固相反应法制备了掺杂不同量烧结助剂CuO的Ca(Sm0.5Nb0.5)O3微波介质陶瓷,研究了CuO对Ca(Sm0.5Nb0.5)O3陶瓷的烧结性、结构及微波介电性能的影响. 结果表明：添加CuO能有效促进Ca(Sm0.5Nb0.5)O3陶瓷晶粒致密化,降低烧结温度约200℃. 添加1.5%(w) CuO, 1350℃保温4 h烧结的Ca(Sm0.5Nb0.5)O3陶瓷的介电性能较优,相对介电常数er=23.98,品质因素与频率乘积Q′f=27754.5 GHz,谐振频率温度系数tf=-2.7′10-6 ℃-1.     

(Mg4-xLi2x)(Nb1.92V0.08)O9陶瓷微波介电性能

采用固相合成法制备了(Mg_(4-x)Li_(2x))(Nb_(1.92)V_(0.08))O_9系列微波介质陶瓷。通过XRD、SEM以及HP网络分析仪等测试手段对其烧结特性、晶体结构和微波介电性能进行了系统研究。结果表明:x<0.3时形成了(Mg_(4-x)Li_(2x))(Nb_(1.92)V_(0.08))O_9固溶体;x≥0.3时,除主相(Mg_(4-x)Li_(2x))(Nb_(1.92)V_(0.08))O_9外,还有少量第二相Li3Mg2NbO6生成。微波介电常数ε随x的增大持续升高,品质因数Q则先增大后减小。x=0.2,950℃,5h烧结样品的微波介电性能达到最佳:ε=12.7,Q.f=14078GHz(f0=8GHz)。     

CaCu3Ti4O12多孔陶瓷的介电性能

采用固相烧结法在较低温度(＜1000℃)制备了CaCu3 Ti4 O12 (CCTO)多孔陶瓷.研究了淀粉对CCTO陶瓷的气孔率、显微结构、介电性能的影响.随淀粉含量的增加,CCTO陶瓷的气孔率从32.4％大幅度上升到淀粉含量为5％和10％时的41.3％和48.6％;阻抗明显增大,介电常数和介电损耗明显降低.通过这些结构和性能的变化,分析讨论了CCTO的巨介电机理.     

(Na2O+K2O)对Ca-Ba-Mg-Al-B-Si-O玻璃/Al2O3材料性能的影响

实验以Ca-Ba-Mg-Al-B-Si-O玻璃和Al_2O_3粉料为原料,设计玻璃中(Na_2O+K_2O)含量分别为0、2%、4%、8%的优化玻璃组成,800～950℃低温烧结得到LTCC材料。研究结果表明:随着(Na_2O+K_2O)含量升高,Ca-Ba-Mg-Al-B-Si-O系玻璃/Al_2O_3烧结体的体积密度与介电常数逐渐增加,烧结体气孔率随之减小,介电损耗出现先减小后增加的趋势。添加2%(Na_2O+K_2O)的Ca-Ba-Mg-Al-B-Si-O玻璃/Al_2O_3材料,在875℃烧结试样显示出优异性能。     

Sb3+掺杂Li0.02(Na0.53K0.48)0.98Nb0.8Ta0.2O3无铅压电陶瓷的电学性能

用传统的固相反应烧结法制备了Li0.02(Na0.53K0.48)0.98 Nb0.8Ta0.2O3-xSb2O3(LNKNT-xSb2O3)无铅压电陶瓷,研究了Sb3+掺杂对陶瓷晶体结构、显微结构及压电性能的影响.研究结果表明,Sb3+掺杂LNKNT陶瓷属于明显的“软性”掺杂,少量掺杂Sb3+能显著提高陶瓷的烧结及压电性能.当烧结温度为1100℃,掺杂量为2wt％时,LNKNT-0.02Sb陶瓷达到最好的压电性能:d33=193 pC/N,KP=49.5％,εr=779,Pr=16μC/cm2,应变达到2.3％,但机械品质因数QM从110.97降低到了85,介电损耗tanδ从1.66％增加到了2.01％.     

(Ba1-xSrx)(Mg1/3 Ta2/3)O3微波陶瓷介电性能研究

Ba(Mg1/3Ta2/3)O3(简称BMT)陶瓷是A(B′1/3B″2/3)O3(A=Ba,Sr;B′=Zn,Mg;B″=Nb,Ta)型复合钙钛矿化合物中的一种,A位由Sr离子取代Ba离子,形成(Ba1-xSrx)(Mg1/3Ta2/3)O3(简称BSMT)固溶体型化合物,也具有复合钙钛矿结构。Sr含量x≥0．6时发生相转变,形成一种新的低温相,这是由于氧八面体畸变造成的。这种低温相结构与BMT六方晶系结构相比具有较低的对称性。低温相的形成．可显著降低BSMT陶瓷的烧结温度．在150℃即可烧结致密(BMT为160℃)。BSMT的微观结构和介电性能(如介电常数ε和介电常数温度系数aε)的变化也与此相转变有关。     

Al2O3陶瓷微波介电性能的研究与进展

近年来随着微波通讯技术与微波集成电路(microwave integrate circuits,MICs)的发展,用于移动通讯、智能运输系统(Intelligent transport system,ITS)、GPS天线的低介电常数低介电损耗的微波介质陶瓷引起了广泛的关注,其中最具代表性的即为Al2O3陶瓷.本文总结了近几年Al2O3陶瓷微波介电性能的研究情况,系统介绍了Al2O3陶瓷微波介电性能的影响因素和目前研究的Al2O3陶瓷体系,希望对于研究Al2O3陶瓷的微波介电性能提供有益的参考,使其在微波通讯等方面得到更广泛的应用.     

弛豫铁电陶瓷Ba(Mg,Nb)O_3的制备及性能研究

采用传统陶瓷烧结方法,在空气气氛下烧结制得Ba(Mg,Nb)O3(BMN)陶瓷,并分析了烧结温度对体系相组成及相结构的影响。X射线衍射(XRD)研究表明,随着烧结时间的增加,体系中钙钛矿相也相应增加。红外(FTIR)研究研究表明结构无序的BMN钙钛矿相中部分的区域出现了结构有序现象。通过X射线光电子能谱(XPS)可以发现,随着烧结温度的增加,体系中Nb2O5进入Ba(Mg1/3,Nb2/3)O3晶格。微波介电性能表明,随着烧结温度的增加,Ba(Mg,Nb)O3的rε和Qf值有逐渐增加的趋势。     

BaCu0.5W0.5O3掺杂改性Li0.04Na0.52K0.44Nb0.86Ta0.140Sb0.04O3无铅压电陶瓷

以传统固相法制备了(1-x)Li0.04Na0.52K0.44Nb0.86Ta0.10Sb0.04O3-xBaCu0.5O3[简称(1-x)LF4-xBCW]无铅压电陶瓷,研究了不同BCW掺杂量(x=0%,0.1%,O.2%,O.5%,1%,摩尔分数)对LF4陶瓷的显微结构和电性能的影响.结果表明:引入BCW后,材料仍为钙钛矿结构,当x≥1%时,样品由四方相向正交相转变,出现To-t,Tc则随BCW掺入量的增加向低温区移动.BCW掺杂量对LF4的电性能起到"硬性"掺杂作用,其压电常数d33,平面机电耦合系数kp,介电损耗tan δ和介电常数εr均随着BCW含量的增加而降低,而机械品质因素Qm整体提高.此外,BCW的掺入降低了陶瓷的烧结温度并提高了其密度.     

(K0.5Na0.5)(TaxNb1-x)O3无铅压电陶瓷的性能特征

采用传统电子陶瓷制备工艺制备了(K0.5Na0.5)(TaxNb1-x)O3无铅压电陶瓷。研究了不同Ta含量下(K0.5Na0.5)(TaxNb1-x)O3陶瓷的晶相组成及性能特征。结果表明,(K0.5Na0.5)(TaxNb1-x)O3陶瓷在低Ta含量时形成单一斜方相固溶体,但Ta含量达到0.08mol后则有K6Ta10.8O30次晶相产生。随着Ta的加入,陶瓷的体积密度逐渐增大,居里温度(Tc)逐渐降低。当Ta含量为0.08mol时陶瓷具有良好的铁电、压电性能和介电稳定性能,其压电常数d33为76pC/N。     

Ag2O掺杂对Li0.02(Na0.52K0.48)0.98Nb0.8Ta0.2O3无铅压电陶瓷电性能影响的研究

用传统的固相无压烧结法制备了Li0.02(Na0.52K0.48)0.98Nb0.8T0.2O3-xAg2O(0≤x≤0.1)无铅压电陶瓷,研究了Ag2O掺杂对陶瓷电性能的影响.研究发现,适当掺杂Ag2O能显著提高陶瓷的电性能,在1090℃的烧结温度下,当掺杂量为0.06时,陶瓷的压电性能最佳,d33、Kp、εr、Pr均达到最大(d33=229 pC/N,Kp=55.2％,εr=802,Pr=23 μC/cm2),矫顽场降到最低(Ec=12 kV/cm),应变达到2.0％.但Ag2O的添加使陶瓷的机械品质因数Qm由139.7降到了58.8,使介电损耗tanδ由1.38％增加到了2.7％.     

钛酸铜镧粉末及陶瓷的制备、结构及介电性能研究

采用溶胶-凝胶法制备La2/3Cu3Ti4O12(LCTO)粉末和陶瓷,详细研究了溶胶条件对LCTO粉末和陶瓷的显微结构的影响.结果表明溶胶条件在Ti4+浓度为1.0 mol/L,pH=0.3,[H2O]/[Ti4+]=5.6的条件下制备LCTO的粉末分散程度较好,颗粒均匀.当在1100 ℃下烧结保温10 h后制备的LCTO陶瓷显示出较大的晶粒尺寸、高的致密度以及高的晶界电阻(1.95×105Ω· cm).另外,在保持高达(0.92~1.6)×104的巨介电常数同时,介电损耗降低至0.041.模拟计算LCTO陶瓷的晶界电导激活能为0.664 eV和0.893 eV.     

Dielectric behaviors of (Nb2O5)(1-x)xTiO2 ceramics

The dielectric constants (K) of ceramics composition (Nb₂O₅)(_1-x): xTiO₂, (x = 0.05, 0.08, 0.11) have been measured over the temperature range from -180 °C to 180 °C in the frequency range 100 Hz-IMHz. For all three samples, the temperature dependence of the dielectric constants at various frequencies shows the dielectric dispersion and the frequency dependent dielectric losses are observed, suggesting the several relaxation phenomena. Dielectric loss data are analyzed by Arrhenius formalism indicating the presence of relaxation type dielectric mechanisms in (Nb₂O₅)(_1-x): xTiO₂ ceramics.     

Ag0.9Na0.1(Nb0.6Ta0.4)O3纳米陶瓷粉体的制备与介电性能研究

采用湿化学法合成出组成为(Ag0.9Na0.1)(Nb0.6Ta0.4)O3的复合氧化物,应用TG-DTA,XRD,SEM等分析手段对该陶瓷粉体的制备条件进行了研究.实验结果表明该瓷粉的合成温度为800℃,灼烧时间3h,晶体为六方晶系,平均粒径为34nm.用传统成瓷工艺在1040～1060℃下制得瓷件的介电常数ε >500,损耗角正切tgδ为4.5×10-4.     

(Ti0.25Zr0.25Nb0.25Ta0.25)C高熵陶瓷的制备、力学性能及氧化行为研究

本文通过对碳化物粉末进行放电等离子烧结(SPS),成功制备了(Ti_0.25Zr_0.25Nb_0.25Ta_0.25)C高熵陶瓷(HECs),系统研究了HECs的微观结构演变、力学性能和氧化行为。结果表明,单相HECs的形成温度为1 800 ℃,低于已报道的HECs烧结温度。1 900 ℃烧结的陶瓷晶粒细小,平均晶粒尺寸约7.5 μm,元素分布均匀,相对密度高达99.2%。1 800 ℃和1 900 ℃烧结的HECs的室温显微硬度值分别为30.9 GPa和33.2 GPa,断裂韧性值分别为(4.6±0.24) MPa·m^1/2和(4.5±0.31) MPa·m^1/2,高于大多数已报道的HECs。原位高温纳米压痕试验结果表明,HECs的硬度随温度的升高而降低,当温度达到500 ℃时,1 800 ℃和1 900 ℃烧结的陶瓷硬度分别下降到21.9 GPa和22.2 GPa,具有突出的高温稳定性。此外,HECs在温度低于500 ℃时无明显氧化,当温度超过650 ℃时会发生明显氧化,氧化速率随温度升高而增加。