MnCO3掺杂对BaTiO3-Nb2O5-CO3O4陶瓷性能的影响

为了提高BaTiO3-Nb2O5-Co3O4( BNC)陶瓷的介电常数,采用传统固相反应法制备了MnCO3掺杂的BNC陶瓷,研究了MnCO3掺杂量以及烧结温度对BNC陶瓷致密度及介电性能的影响.结果表明:MnCO3的掺杂提高了BNC陶瓷的介电常数,降低了介质损耗.当MnCO3掺杂量为摩尔分数0.5％时,BNC陶瓷相对介...     

CeO2掺杂对BaTiO3基陶瓷电介质的影响

研究采用固相法在BaTiO3中掺杂不同含量的CeO2对体系介电性能及微观结构的影响,讨论了不同烧结温度下体系介电性能的变化。研究发现,当组成为Ba(Ce0.08Ti0.92)O3时,试样在1 490℃保温2 h中可获得性能优良的电容器介质材料。体系的相对介电系数可达5 300,介质损耗仅为2.42%,绝缘电阻率为1.39×107Ω.cm,居里温度向室温方向移动至45℃。与此同时,借助扫描电镜对烧结体进行了微观形貌分析。结果表明,CeO2掺杂使Ce4 部分取代Ti4 ,有效地增加了体系的相对介电系数,降低了介质损耗,并起到了良好的居里峰展宽及移峰效应。此外,CeO2掺杂亦可抑制晶粒的异常长大,得到较高致密度的烧结体。     

BaTiO3-Yb2O3-MgO系陶瓷居里点移动机理研究

通过在BaTiO3陶瓷中单独添加Yb2O3或复合添加MgO/Yb2O3,研究了不同含量Yb3 掺杂对Ba-TiO3陶瓷居里点的影响。研究表明,在BaTiO3陶瓷中单独添加Yb3 使陶瓷介电常数减小,介电常数温度特性改善,但不会影响居里温度。而同时添加Mg2 与Yb3 时,BaTiO3陶瓷的温度特性能满足X8R(-55~150℃,电容变化率ΔC/C≤±15%,)标准,且系统的居里点随Yb3 含量增大而升高,掺入Yb3 每增加1%(摩尔比)使居里点提高2℃。研究认为,BaTiO3居里点向高温方向移动是由于在具有壳-芯结构BaTiO3陶瓷中,Yb3 取代Ti4 使晶粒壳晶胞体积增大,对晶粒芯产生张应力所致。     

Er2O3掺杂对BaTiO3陶瓷介电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Er2O3的BaTiO3陶瓷。测试结果表明,掺杂Er2O3能降低BaTiO3陶瓷的电阻率,且在开始时其电阻率随着掺杂量的增大而升高,在掺杂x(Er2O3)=0.003(摩尔分数)时电阻率最高,然后随掺杂量的升高而降低,在掺杂x(Er2O3)=0.007时电阻率最低,从纯BaTiO3陶瓷的2.6 TΩ.m下降为18 GΩ.m,此变化规律有异于La,Ce,Nd,Sm等稀土元素掺杂的规律。掺杂Er2O3使BaTiO3陶瓷的介电性能发生明显变化,掺杂x(Er2O3)为0.001和0.002时,可改善BaTiO3陶瓷的介电性能和频率特性,具有较好的频率稳定性。掺杂Er2O3使BaTiO3陶瓷的居里温度升高为130.9℃,交流电导随着温度的升高而增大,并在居里温度点附近达到最大。     

BiNb04掺杂对钛酸钡陶瓷介电性能的影响

在BaTiO3（BT）-Nb2O5-ZnO三元系统中加入BiNbO4以获得中温烧结的X8R陶瓷材料。研究发现,BT陶瓷系统的室温介电常数随BiNbO4掺杂量的增加而减小,适量的BiNbO4可改善BT陶瓷的高温稳定性。SEM和XRD分析表明,掺杂BiNbO4可在BT系统中产生条状第二相Bi4Ti4O12,且第二相的比例随BiNbO4掺杂浓度的增加而增大。低介第二相Bi4Ti4O12的产生是BT陶瓷系统介电常数下降的原因。在空气中于1100℃下烧成的BaTiO3陶瓷材料的主要性能指标：室温介电常数ε288K〉1600,介电损耗tanδ≤1．0％,电阻率ρ≥10^11Ω·cm,-55～＋125℃范围内最大电容量变化率不超过±10％。     

BiNbO4掺杂对钛酸钡陶瓷介电性能的影响

在BaTiO3(BT)-Nb2O5-ZnO三元系统中加入BiNbO4以获得中温烧结的X8R陶瓷材料。研究发现,BT陶瓷系统的室温介电常数随BiNbO4掺杂量的增加而减小,适量的BiNbO4可改善BT陶瓷的高温稳定性。SEM和XRD分析表明,掺杂BiNbO4可在BT系统中产生条状第二相Bi4Ti4O12,且第二相的比例随BiNbO4掺杂浓度的增加而增大。低介第二相Bi4Ti4O12的产生是BT陶瓷系统介电常数下降的原因。在空气中于1 100℃下烧成的BaTiO3陶瓷材料的主要性能指标:室温介电常数2ε98 K>1 600,介电损耗tanδ≤1.0%,电阻率ρ≥1011Ω.cm,-55~ 125℃范围内最大电容量变化率不超过±10%。     

Nd2O3掺杂BaZr0.2Ti0.8O3陶瓷的介电性能

在溶胶-凝胶法制备钛酸钡(BaZr0.2Ti0.8O3)超细粉体的过程中,使用液相掺杂的方式在溶胶过程中进行了稀土元素Nd的掺杂。掺杂摩尔分数为0、0.001、0.002、0.003、0.004和0.005。掺杂改性后的BaZr0.2Ti0.8O3粉体,通过X-射线衍射(XRD)测试,结果表明在摩尔分数为0.005以内的稀土Nd掺杂并未改变BaZr0.2Ti0.8O3的钙钛矿结构。粉体烧结的陶瓷介电性能得到较大的改善:介电常数由3 389提高到4 493,而介电损耗在60 Hz时由1.4%降低到0.35%。     

BNT掺杂对0.95BaTiO_3-yNb_2O_5-(0.05y)Co_2O_3材料的影响

采用固相合成工艺制备了Bi0.5Na0.5TiO3(BNT),研究了BNT掺杂对符合X7R特性的0.95BaTiO3-yNb2O5-(0.05 y)Co2O3(BTNC)材料介电性能的影响。结果表明,掺入质量分数0.5%～2.0%的BNT的BTNC在–55～+150℃的容温变化率在±15%以内,且在室温和1 kHz下,其εr为2 615,tanδ为1.41×10–2,符合X8R特性。     

BaO·Nd2O3·TiO2-(Zr0.8Sn0.2)TiO4复合系统微波介质材料的研究

研究了BaO.Nd2O3.Ti O2-(Zr0.8Sn0.2)Ti O4复合体系的烧结性能、微观结构、相组成和微波介电性能。结果表明,BaO.Nd2O3.Ti O2-(Zr0.8Sn0.2)Ti O4复合体系可在1 200~1 260℃范围内烧结出致密的微波介质陶瓷材料,其相组成由BaO.Nd2O3.4Ti O2、BaO.Nd2O3.5Ti O2、Nd2Ti2O7、(Zr0.8Sn0.2)Ti O4及未知新相组成,而(Zr0.8Sn0.2)Ti O4由单一晶相组成;复合体系的介电常数、介电损耗、频率温度系数同复合系统各相的配比有关,其中介电常数、频率温度系数基本符合理论计算值而介电损耗则高于理论值;复合系统中出现未知相具有高介电常数、高介电损耗的特征。     

CBS掺杂对钛酸钡陶瓷介电性能的影响

研究了钙硼硅(CBS)微晶玻璃掺杂BaTiO3(BT)-Nb2O5-ZnO系统的微结构和介电性能,并用掺杂后晶粒壳与晶粒芯体积分数的变化规律分析了其改性机理。对比SEM照片得出,不同含量CBS掺杂BT的室温εr与掺杂后BT陶瓷的晶粒生长情况以及玻璃相的多少和分布密切相关。经优化配方和工艺后,在空气中于1150℃烧成的BaTiO3陶瓷材料的主要性能指标达到:εr25℃>1350,tgδ≤1.0×10-2,ρ≥1011?·cm,最大电容量变化率不超过±10%(-55～+150℃),适于制备中温烧结X8R多层陶瓷电容器。     

(Zn,Mg)TiO_3微波介质陶瓷性能的改善

采用固相反应法制备了(Zn,Mg)TiO3(ZMT)微波介质陶瓷,研究分别添加CaTiO3和BaLiBSi对ZMT陶瓷介电性能的影响。结果表明:CaTiO3和BaLiBSi均能调节ZMT陶瓷的温度系数τε值;BaLiBSi能有效降低ZMT陶瓷的烧结温度,抑制Zn2TiO4相的产生,提高所制陶瓷的微波介电性能。当添加质量分数10%的CaTiO3时,950℃烧结的(Zn1.06Mg0.12)TiO3陶瓷的τε值接近零:–6×10–6/℃。加入质量分数1.2%的BaLiBSi时,900℃烧结的(Zn1.13Mg0.048)Ti1.29O3陶瓷具有最佳的微波介电性能:εr≈24.8,Q.f=10 898 GHz,τε=17×10–6/℃。     

Sb_2O_3对富钛型钛酸锶钡基陶瓷结构及性能的影响

采用传统固相法制备Sb_2O_3掺杂(Ba_(0.7_Sr_(0.3))Ti_(1.005)O_3系介电陶瓷,通过扫描电镜、X线衍射仪及LCR测试系统,研究不同含量的Sb_2O_3及烧结工艺参数对TiO_2过量的钛酸锶钡体系微观结构及介电性能的影响。结果表明,随Sb_2O_3掺杂量增大,(Ba_(0.7)Sr_(0.3))Ti_(1.005)O_3陶瓷由立方钙钛矿结构单相固溶体转变为多相化合物。在TiO_2过量的(Ba_(0.7)Sr_(0.3))Ti_(1.005)O_3陶瓷中,Sb~(3+)进入钙钛矿晶格A位。Sb_2O_3添加量较大时,(Ba_(0.7)Sr_(0.3))Ti_(1.005)O_3基陶瓷晶粒异常长大,粒径分布不均匀,且有柱状晶粒出现。随Sb_2O_3掺杂量增大,(Ba_(0.7_Sr_(0.3))Ti_(1.005)O_3基陶瓷居里温度及介电常数峰先增大后减小。提高(Ba_(0.7_Sr_(0.3))Ti_(1.005)O_3基陶瓷的烧结温度并延长保温时间有利于改善Sb_2O_3掺杂量较高时(Ba_(0.7_Sr_(0.3))Ti_(1.005)O_3基陶瓷室温的介电性能。     

A Novel Approach to BaTiO3-based X8R Ceramics by Calcium Borosilicate Glass Ceramic Doping

High-performance X8R dielectric materials could be sintered at 1150°C by doping calcium borosilicate (CBS) glass ceramic into the BaTiO₃-Nb₂O₅-ZnO system, with a dielectric constant greater than 1800 and a dielectric loss lower than 1.0%. The effects of CBS, Nb₂O₅, and ZnO on the dielectric properties were discussed in this article. The X8R specification was achieved with the content of CBS ≥ 4 wt.%, Nb₂O₅ ≥ 1.0 mol%, and ZnO ≤ 2.0 mol%. The sample doped with 4 wt.% CBS exhibited the highest density and lowest dielectric loss in our experiment. A reduction in grain size was observed in the specimens with 4 and 7 wt.% CBS as compared with CBS-free specimen, whereas the abnormal growth of rectangle-shaped grains took place in the 10 wt.% CBS-doped specimen. The Curie point progressively moved to higher temperatures with CBS content up to 7 wt.%. However, T _c of the sample decreased slightly in the case when 10 wt.% CBS was doped. X-ray diffraction (XRD) analysis indicated that the crystal structure of sintered ceramics changed from tetragonal to pseudocubic symmetry as increasing CBS content.     

复合添加ZnO/V_2O_5对(Zr_(0.8)Sn_(0.2))TiO_4陶瓷性能的影响

讨论了复合添加Zn O/V2O5对(Zr0.8Sn0.2)Ti O4介质陶瓷烧结机制和微波介电性能的影响。结果表明:Zn O/V2O5对(Zr0.8Sn0.2)Ti O4的烧结有一定的促进作用,但Zn O/V2O5添加量的增大会造成晶格缺陷和残留气孔增多,从而导致材料的密度和Q×f降低。在1 320℃保温4 h并添加了0.6 wt%Zn O/V2O5的试样具有相对较好的介电性能:εr=36.48,Q×f=16 800 GHz。     

无碱玻璃改性0.8BaTiO_3-0.2BiYO_3介电陶瓷的研究

采用传统固相法制备Ba-B-Al-Si无碱玻璃改性0.8BaTiO_3-0.2BiYO_3(0.8BT-0.2BiY)的介电陶瓷。研究了无碱玻璃含量对0.8BT-0.2BiY陶瓷微结构和介电性能的影响,无碱玻璃的质量分数分别为x=0,0.01,0.03,0.05,0.07。研究结果表明,玻璃改性后的陶瓷,烧结温度降低,X线衍射(XRD)图谱中均出现第二相,主晶相均仍维持钛酸钡钙钛矿伪立方结构,掺杂玻璃组分的质量分数为3%时,第二相的衍射峰的强度最弱。陶瓷经无碱玻璃改性后,介电常数均减小,居里峰展宽效应减弱,铁电性增强。在玻璃的质量分数低于3%时,极化强度增大,在玻璃的质量分数为3%时最大。     

烧结助剂对Mg4Nb2O9陶瓷性能的影响

研究了Bi2O3-V2O5、CuO-Bi2O3-V2O5、Li2CO3-V2O5掺杂对Mg4Nb2O9陶瓷烧结特性和微波介电性能的影响。通过XRD分析材料物相组成,结果表明,CuO-Bi2O3-V2O5、Bi2O3-V2O5的添加能有效地将Mg4Nb2O9陶瓷烧结温度从1 350℃降至950℃,但同时陶瓷的品质因数(Q.f)有很大恶化。掺杂w(Li2CO3-V2O5)=3%,试样致密化温度降至950℃,保温5 h,其具有良好的微波介电性能:介电常数(rε)为14.0,Q.f为83 276 GHz。