改进的sol-gel工艺制备细晶Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷及其介电性能的研究

用改进的sol-gel工艺制备了细晶钛酸锶钡(Ba0.6Sr0.4TiO3,BST)陶瓷块体,研究了BST陶瓷的结晶与介电性能.在这种改进sol-gel的工艺中,用传统的固相反应煅烧形成BST粉体,经高能球磨制备BST纳米陶瓷粉体,再将一定质量的纳米粉体加入到相同化学组成的BST的溶胶液中,经普球球磨12h后,制备成悬浮性好,分散均匀的浆料.浆料可用来制备BST陶瓷,并在1200℃保温2h烧结成瓷,结果显示,BST陶瓷块体结构致密,晶粒尺寸在0.15～2μm之间.分析了样品的介电性能和晶粒尺寸对材料介电性能的影响.介电温谱显示,在0℃,100kHz时,相对介电常数为2500,介电损耗为0.02;并且存在明显的弥散相变.     

新型的Sol-gel法制备Ba0.6Sr0.4TiO3铁电陶瓷

采用新型的Sol-gel工艺制备了Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)超细粉体,将BST粉体进行压制和烧结,获得了晶粒尺寸在1μm以内的BST陶瓷块体.观察了BST陶瓷块体的结晶情况并测定了其电学性能.在Sol-gel工艺中,加入了有机大分子量聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone,PVP)制备BST前驱体.实验结果表明:PVP的加入可有效增加前驱体的稳定性和分散性,降低BST陶瓷的预烧温度约250℃,并在1200℃获得晶粒细小、致密的BST陶瓷.BST陶瓷,显示弥散相变特征.     

Co掺杂对Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜介电性能的影响

利用溶胶凝胶工艺在Pt/TiO2/SiO2/Si衬底上制备了Co掺杂量为0～10%(摩尔分数)的(Ba0.6Sr0.4) Ti1-xCoxO3薄膜.研究了薄膜的结构、表面形貌、介电性能与Co掺杂量的关系.薄膜的介电损耗随着Co含量的增加而减少,在摩尔含量10%时达到最小值0.0128.FOM值在摩尔含量为2.5%达到最大值20,它的介电常数、介电损耗和调谐量分别为639.42、0.0218、43.6%.     

晶粒尺寸对细晶钛酸钡陶瓷介电、压电和铁电性能的影响

以采用水热法制备的BaTiO₃粉体作为原料, 利用普通烧结法和两步烧结法制备出晶粒尺寸为0.25~10.15 μm的BaTiO₃陶瓷, 研究了晶粒尺寸效应对BaTiO₃陶瓷的介电、压电以及铁电性能的影响。结果表明: BaTiO₃陶瓷的四方相含量随着陶瓷晶粒尺寸的增大而增加; 当晶粒尺寸在1 μm以上时, 室温相对介电常数(ε° )和压电系数(d₃₃)随着晶粒尺寸的减小而增大, 并在晶粒尺寸为1.12 μm时分别达到最大值5628和279 pC/N, 然后两者随着晶粒尺寸的进一步减小而迅速下降。BaTiO₃陶瓷的剩余极化强度P_r随晶粒尺寸的增大而提高, 而矫顽场E_c却呈现出相反的趋势。晶粒尺寸对介电性能和压电性能的影响是由于90°电畴尺寸和晶界数量的变化。晶粒的晶体场和晶粒表面钉扎作用的变化影响了电畴, 进而改变电滞回线。     

Ba0.65Sr0.35TiO3陶瓷材料的制备及介电特性研究

采用溶胶-凝胶工艺制备了Ba_0.65Sr_0.35TiO₃粉体,并利用微波烧结技术对粉体进行了合成和烧结,研究分析了样品的介电特性,并与传统制备工艺获得的样品进行了性能比较.实验结果表明,获得的Ba_0.65Sr_0.35TiO₃粉体颗粒较细,其合成温度和烧结成瓷温度都较传统工艺有大幅度降低,分别为900和1310℃;可以获得晶粒尺寸在1μm以内的陶瓷;随晶粒的减小,材料的相对介电常数变化不大,而介电损耗大大降低.     

新型的Sol-gel法制备Ba0．6Sr0．4TiO3铁电陶瓷

采用新型的Sol-gel工艺制备了Ba0．6Sr0．4TiO3（BST）超细粉体，将BST粉体进行压制和烧结，获得了晶粒尺寸在1μm以内的BST陶瓷块体。观察了BST陶瓷块体的结晶情况并测定了其电学性能。在Sol—gel工艺中，加入了有机大分子量聚乙烯吡咯烷酮（polyvinyl pyrrolidone，PVP）制备BST前驱体。实验结果表明：PVP的加入可有效增加前驱体的稳定性和分散性，降低BST陶瓷的预烧温度约250℃，并在1200℃获得晶粒细小、致密的BST陶瓷。BST陶瓷，显示弥散相变特征。     

富钛梯度(Ba0.6Sr0.4)TiO3薄膜的介电调谐性能研究

采用溶胶凝胶工艺,在Pt/Ti/SiO2/Si衬底制备了富钛(Ba0.6Sr0.4)TiO3(BST)薄膜和富钛梯度薄膜.利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析测定了BST的微结构和薄膜的表面形貌,研究了富钛含量和梯度结构对BST介电调谐性能的影响.结果表明富钛薄膜中析出了TiO2相,薄膜的介电常数、损耗和调谐量随着钙钛矿结构(ABO3)中A/B的增加而增加;当A/B为0.68时,有最小的介电损耗0.017;当A/B为1时,有最高的介电常数和调谐量,分别为592%和43.72%.而富钛梯度薄膜因TiO2的析出而丧失晶格不匹配应力的影响,在介电调谐性能上并没有表现出梯度薄膜的综合优异性能.     

不同晶粒尺寸Mg掺杂(Ba0.6Sr0.4)0.925K0.075TiO3薄膜的直流场介电性能研究

采用溶胶凝胶工艺,在Pt/Ti/SiO2/Si衬底制备了Mg掺杂(Ba0.6Sr0.4)0.925K0.075TiO3(BSKT)薄膜.X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析测定了物相微结构和薄膜表面形貌,研究了Mg掺杂含量对BSKT晶粒尺寸和直流场介电调谐性能的影响,讨论了直流场介电损耗谱演变的原因.结果表明,Mg掺杂BSKT使薄膜表面粗糙度、晶粒尺寸、介电常量、介电损耗和调谐量都降低;在室温1MHz下,BSKT薄膜有最大的调谐量73.6%;6%(摩尔分数)Mg掺杂BSKT薄膜有最低的介电损耗为0.0088;发现直流场下薄膜的介电损耗谱演变一方面可能与薄膜的晶粒尺寸有关,另一方面也可能与测试温度有关.     

细晶粒BaTiO3陶瓷的微结构及介电性能测试

采用放电等离子烧结技术,在900℃下得到细晶粒尺寸的、均匀的、纯BaTiO     

氧化锆掺杂BaTiO_3陶瓷显微结构和介电性能研究

为了改变纯钛酸钡陶瓷的介电性能,以钛酸钡和氧化锆为原料,通过固相烧结法制备了不同物质的量比氧化锆掺杂钛酸钡基介电陶瓷。利用X射线衍射仪、透反射偏光显微镜和安捷伦LCR仪分析了其显微组成、相结构和介电特性。实验表明:氧化锆的掺杂不改变钛酸钡的晶体结构,当频率保持不变时,改变氧化锆在BaTiO3陶瓷中的掺杂量不会影响介电峰的位置,只影响了峰值大小。当掺杂物质的量比保持不变时,改变频率对峰的位置影响较大,呈现出随着频率的增加向高温区移动,峰值由大到小再到大的现象。在100 Hz下,当掺杂物质的量比为1.08∶100时介电常数最大。     

钛酸锶钡纳米粉体的溶胶-凝胶自蔓延燃烧制备及其介电性能研究

采用溶胶-凝胶和自蔓延燃烧技术,制备了平均晶粒尺寸约20nm的Ba0.5Sr0.5TiO3(BST)纳米粉体.将纳米粉体压制成形后进行烧结,得到BST陶瓷.采用XRD、SEM、TEM和LCR数字电桥研究了BST的结构、形貌和介电性质.结果表明,干凝胶自蔓延燃烧后,可直接形成分散性好、颗粒尺寸均匀、具有钙钛矿结构的BST纳米粉体.BST陶瓷压片经1250℃烧结2h后获得了致密的结构和相对较大的介电常数.粉体的结晶温度和烧结体的烧结温度均低于传统工艺.很明显,溶胶-凝胶自蔓延燃烧法在纳米材料的制备方面具有明显的技术优势.     

纳米(Ba,Sr)TiO_3粉体材料的制备

采用溶胶 -凝胶工艺制备了 (Ba ,Sr)TiO3凝胶 ,并利用微波烧结技术对凝胶进行合成和烧结。结果表明 ,获得的 (Ba ,Sr)TiO3粉体颗粒较细 ,与传统固相反应合成法相比 ,其钙钛矿相的合成温度由 110 0℃降至 90 0℃ ;粉体的颗粒尺寸在 5 0nm附近     

Y掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷的PTC特性研究

以传统陶瓷制备工艺制备了Y掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3基半导体陶瓷材料，分析了不同Y掺杂量与材料PTC特性之间的关系。研究结果表明：Y^3＋作为施主掺杂可使Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷材料的室温电阻率明显降低。在-60℃到室温附近的温度区间内，Y掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷材料的电阻率较为稳定，当高于室温以上的某-一温度Tx时，电阻率随温度的变化呈线性增加趋势，表现出较好的PTC特性。复阻抗测试结果表明，Y掺杂可以同时降低Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷材料的晶粒电阻和晶界电阻。     

溶胶凝胶法制备钛酸锶钡(Ba1-xSrx)TiO3陶瓷及其介电性能的研究

采用硝酸钡、硝酸锶、钛酸丁酯和柠檬酸为原料的配合物溶胶凝胶方法制备了(Ba1-xSrx)TiO3(BST)陶瓷.实验结果表明,BST粉体合成温度及烧结温度分别为700及1250℃,均低于传统工艺的相应温度. Sr含量x≥0.40,(Ba1-xSrx)TiO3陶瓷的相结构为立方钙钛矿相;Sr含量x＜0.40,(Ba1-xSrx)TiO3陶瓷的相结构为四方钙钛矿型. (Ba1-xSrx)TiO3(0.5≤x≤0.70)陶瓷的电容率随温度变化曲线,说明存在由铁电四方相到顺电立方相的相变.且随锶(Sr)的摩尔量x的增加,(Ba1-xSrx)TiO3陶瓷样品的相变温度向低温方向移动,相变温度Tc的移动关系为Tc=394.1-272.6x(K).     

(Sr,Ca)TiO3陶瓷材料的结构与介电性能

研究(Sr,Ca)TiO₃系统陶瓷材料的组成、结构与介电性能关系.当ST/CT比值约为7:3时,主晶相(Sr_0.7Ca_0.3)TiO₃形成完全互溶钙钛矿型固溶体,具有立方顺电相结构;系统中微量钨青铜型新化合物铌酸钛钡BTN对主晶相(Sr_0.7Ca_0.3)TiO₃的介电性能起进一步的改善作用.获得具有理想介电性能(ε_(20℃1MHZ)>250,α_{c(-55～+125℃)}=-1150ppm/℃,tgδ_(20℃1MHZ)<5×10^-4,ρ_{v(20℃100VDC)}>10¹³Ω·cm)、不含Pb、Bi的Q组MLC瓷料.     

掺钇(Ba,Ca)(Ti,Zr)O_3电容器陶瓷抗还原性的研究

对掺钇的(Ba,Ca)(Ti,Zr)O3(BCTZ)电容器陶瓷进行了抗还原性研究,研究了不同摩尔分数的钇的掺杂对BCTZ电容器陶瓷的介电性能、显微结构和密度的影响。结果表明,随着Y2O3掺杂量的增加,BCTZ陶瓷的室温介电常数、介质损耗逐渐减小,居里温度向低温方向移动,同时绝缘电阻率升高,BCTZ陶瓷抗还原性能提高;Y2O3的掺入能够促进BCTZ陶瓷的致密化,并有利于抑制BCTZ陶瓷的晶粒生长。     

溶胶-凝胶法制备钛酸锶铅薄膜和多层膜及其介电性质

采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了多种不同组分的(Pb1-xSrx)TiO3(PST)(x=0.45、0.50、0.55、0.60、0.65)均匀薄膜和多层膜,并研究了它们的介电性质.发现均匀薄膜在x=0.55(PST55)时有最大的介电常数,10kHz下为879,损耗为0.029.在与均匀薄膜相同的条件下分别制备了PST45/PST55,PST50/PST60,PST55/PST65 3种多层膜.发现PST50/PST60多层膜的介电常数得到了明显的增强,在频率为10kHz时相对于同厚度的PST55均匀薄膜从879增加到1008,而损耗依然保持较低(0.027).研究同时表明,PST多层膜在电容-电压可调谐性和介电击穿等性质方面也较均匀薄膜有不同程度提高.与其它两种多层膜比较后发现,在PST50/PST60多层膜中处于PST55左右组分的界面层对介电性质有比较大的影响.     

钙钛矿型(La0.2Li0.2Ba0.2Sr0.2Ca0.2)TiO3高熵氧化物陶瓷的制备及性能研究

高熵陶瓷是近年来在高熵合金基础上逐渐发展起来的一种新的陶瓷材料体系,它的出现为开发具有优异性能的非金属材料提供了新的理念和路线.本研究采用固相烧结法制备A位等摩尔比的钙钛矿型高熵氧化物陶瓷(La0.2Li0.2Ba0.2Sr0.2Ca0.2)TiO3,并探索了烧结温度对高熵陶瓷的物相结构及电学性能的影响.结果表明,陶瓷...