掺杂钛锡酸钡基陶瓷的制备及电性能研究

采用固相合成工艺制备了Li-Al(简称LA)掺杂Ba1-x(LA)x(Ti_(0.91)Sn_(0.09))O_(3)-0.6%MnO_(2)陶瓷,研究了LA掺杂量对钛锡酸钡基陶瓷物相组成、相对密度、晶粒尺寸、介电性能和压电性能的影响。结果表明,LA掺杂钛锡酸钡基陶瓷都为ABO3型钙钛矿结构,(022)和(200)晶面的衍射峰会随着掺杂量增加而逐渐右偏移;随着掺杂量x从0增加至2.5%,LA掺杂钛锡酸钡基陶瓷的相对密度先增后减,在x=0.5%时取得最大值(93.7%)。相同频率下LA掺杂钛锡酸钡基陶瓷的介电常数从大至小顺序为:0.5%>1.0%>0>1.5%>2.0%>2.5%;LA掺杂量为0.5%时钛锡酸钡基陶瓷的介电常数最高。随着LA掺杂量从0增加至2.5%,压电系数d33、平面机电耦合系数Kp和相位角θmax都表现为先增后减趋势,在x=0.5%时取得最大值。x=0~1.0%时LA掺杂钛锡酸钡基陶瓷具有较好的压电温度稳定性和较高的退极化温度。钛锡酸钡基陶瓷中适宜LA掺杂量为0.5%。

高原水电站高压避雷器腐蚀失效状态检测技术研究

为了保证高原水电站高压避雷器的安全平稳运行,提出了水电站高原高压避雷器腐蚀失效状态精准检测方法。分析高压避雷器结构,明确避雷器绝缘保护原理;计算高原海拔高度与电力绝缘关系,得出高原环境中雷电流经过避雷器的绝缘强度值;引入遗传算法,记录不同雷电打击节点的激励电流,得出每个节点的适应度函数,迭代运算得出避雷器腐蚀失效状态检测结果。由实验结果可以看出,所提研究方法可明确随着腐蚀时间的增加,监测高压避雷器的失效状态变化情况,及时检测出腐蚀失效器件,保障水电站内电力设备的稳定运行。

电力系统陶瓷绝缘子清洗的研究进展

陶瓷绝缘子的定期清污对保障电力系统的正常运行有着重要意义。笔者介绍了陶瓷绝缘子污损的几种常用清理方式及其优劣性,重点总结了激光清洗的国内外研究现状,并针对电力系统陶瓷绝缘子清洗仍需要人工辅助等问题,分析了陶瓷绝缘子自动化清洗途径,提出无人机与激光清洗技术及智能检测技术结合应用于陶瓷绝缘子污损清洗对电力系统智慧生产具有重要的研究意义。

La_(1-x)Ca_xFeO_(3-δ)系阴极材料的GNP法合成及电性能研究

采用甘氨酸鄄硝酸盐(GNP)法合成了LaFeO3及La1-xCaxFeO3-δ(x=0.1￣0.5)系列粉体,用TG鄄DTA、XRD、TEM、SEM等对产物形成过程及微结构进行了表征。结果表明,所合成的系列样品均形成钙钛矿结构的单相固溶体。在x≤20mol%的Ca含量范围内,产物为正交钙钛矿结构;当x>30mol%时,转变为立方钙钛矿相。相同条件下产物的衍射峰强度、晶胞体积及晶粒尺寸都随Ca含量的增大而减小。采用直流四端子法测量了烧结体在中温(450￣800℃)区的电导率。掺杂使样品导电能力显著增强,电导率随Ca2+掺入量的增大先增大后减小,La0.6Ca0.4FeO3-δ样品的电导率最高。在低温段,各样品的导电行为符合小极化子导电机制,导电活化能为13.67￣22.70kJ·mol-1。

(Na_(0.5)Bi_(0.5))TiO_3基无铅压电陶瓷研究进展

综述了(Na_(0.5)Bi_(0.5))TiO_3(简写为NBT)基无铅压电陶瓷的发展现状、特性及影响因素,用分子轨道理论解释了NBT强铁电性的成因,对研究较多的三个体系:NBT-ATiO_3(A=Ca,Sr,Ba)、NBT-BNbO_3(B=Na,K)和NBT-Ln掺杂体系给予了概括介绍,内容包括成分配比、性能和应用,并提出了NBT基无铅压电陶瓷的设计原则。

以硝酸氧锆为锆源溶胶-凝胶合成PZT纳米晶的研究

以硝酸氧锆、钛酸四丁酯、醋酸铅为原料，乙二醇为溶剂，用改进的溶胶－凝胶技术，通过优化工艺条件制备了组成在准同型相界点附近的钙钛矿相球形颗粒状ＰＺＴ纳米晶（Ｚｒ／Ｔｉ＝５２／４８），实验中发现前驱物间的聚合反应使硝酸氧锆能很好地溶于乙二醇．通过溶胶的红外光谱分析给出了溶胶、凝胶形成的机理．通过Ｘ射线衍射分析，热重及差热分析，透射电镜显微分析对从凝胶到ＰＺＴ纳米晶的形成过程及粉体性能进行了表征．实验证明：在４１５℃ＰＺＴ开始结晶，４５０℃恒温２ｈ粉末粒径约为５０ｎｍ．

金属有机物热分解法合成的PZT纳米晶粉末的表征

以醋酸铅、庚酸氧锆和钛酸丁酯为原料，采用金属有机物热分解法成功地制备了ＰＺＴ纳米晶粉末，并通过ＸＲＤ，ＦＴＩＲ，ＤＴＡ，ＴＧ，Ｒａｍａｎ，ＴＥＭ等方法对纳米粉末的结构进行了表征．粉末粒径为２０—４０ｎｍ，大小均匀，颗粒呈球形，且分散性好．研究结果显示，金属有机物热分解法是制备ＰＺＴ或其它纳米粉末的一种很有前途的方法．

Bi0．5Na0．5TiO3基A位多重复合无铅压电陶瓷的研制

针对钛酸铋钠(Bi0.5Na0.5TiO3)基复合钙钛矿压电铁电材料,发明了多种新的ABO3型A位多重复合无铅压电陶瓷体系.这些新的无铅压电陶瓷具有压电铁电性能优良、铁电电滞回线矩形度高、压电铁电性能的温度特性好、工艺稳定性和重复性好等特点.所测得的一个体系(Bi0.5(Na1-x-yKxLiy)0.5TiO3)的d33达230pC/N,其kp达0.40,Pr达40μC/cm2,矫顽场Ec则较低(小于4 kV/mm);变温铁电电滞回线测试表明,在温度接近200℃时,该陶瓷还具有很好的铁电电滞回线.该体系无铅压电陶瓷性能优异,工艺性好,具有实用性.

BaTiO_3粉体的水热法合成

本文阐述了水热合成粉体的一般原理及其与其它方法相比的特点。讨论了水热合成BaTiO3 粉体的基本机理 (包括原位转变机理和溶解—沉淀机理 )。

稀土元素及金属氧化物掺杂对BaTiO_3系统耐压性能的影响

研究了稀土元素Er2O3掺杂对细晶BaTiO3系统介电及耐压性能的影响。其在BaTiO3晶粒中可抑制晶粒生长,使尺寸变小,体密度增高,呈现细晶效应,ε峰在整个温区范围内弥散,提高室温下介电常数,减小容量变化率。ZnO的加入使瓷料形成致密的细晶结构,有效地阻止了晶粒过度长大,改善了微观结构,减小了因气孔而造成的击穿,提高了耐压强度。

ZnO和Na_2O对CaO-B_2O_3-SiO_2介电陶瓷结构与性能的影响

研究了烧结助剂ZnO和Na2 O对CaO -B2 O3 -SiO2 (CBS)系微波介质陶瓷介电性能、相组成及结构特性的影响。烧结助剂ZnO在烧结过程中与B2 O3 及SiO2 生成低熔点玻璃相 ,有效地降低了材料的致密化温度 ,烧结机理为液相烧结。碱金属氧化物Na2 O虽然能够有效降低材料的烧结温度 ,但会破坏硅灰石晶体结构 ,引起材料微波性能显著降低。通过实验 ,制备出了具有优良微波介电性能的陶瓷材料 。

三种无铅高压陶瓷电容器瓷料的研制

通过正交实验,分析讨论了Bi_2O_3·3TiO_2,K_2CO_3,MgO等四种添加物对(Sr、Ba)TiO_3基电容器瓷料性能的影响,试制了三种无铅高压电容器瓷料,耐压超过8KV/mm,主要性能均已达到国标GB5595-85.

烧成工艺对钛酸铝稳定性影响的研究

本文详细研究了烧成温度和保温时间对钛酸铝热稳定性的影响。结果表明:提高烧成温度和延长保温时间有利于提高钛酸铝的热稳定性。通过%一ray衍射分析和透射电镜分析,揭示了钛酸铝稳定性的提高是由于钛酸铝晶粒的充分发育、长大以及钛酸铝晶体结构中的八面体畸变程度下降的缘故。

烧成制度对铝质高强瓷显微组织结构的影响

本文利用X ray衍射与SEM等分析测试手段 ,探讨了烧成制度对微观结构与相组成的影响 ,从而为获得高性能的瓷坯探索出合理的烧成工艺制度 。

Sr(Cu_(1/2)W_(1/2))_O_3改性PZT压电陶瓷的性能研究

制备了钨铜酸锶掺杂PZT三元体系压电陶瓷,测量了不同烧结温度和不同组成的材料的压电常数值,以压电常数为依据,确定了不同组成的材料的最优烧结温度及在最优烧结温度下材料的压电常数。研究了钨铜酸锶的掺杂量对材料机电耦合系数和机械品质因数的影响。并对不同组成的材料进行了XRD和SEM分析,研究了材料的物相组成和微观结构对材料性能的影响。讨论了Sr2+,W6+,Cu2+离子对PZT压电陶瓷进行改性的作用机理。实验结果表明,钨铜酸锶可对PZT材料进行较好的改性作用,使材料的压电常数提高到570pC/N。

含有α-氮化硅晶须的氮化硅流延浆料的制备

通过分析粘度、ζ-电位等参数,研究烧结助剂、分散剂、粘结剂等对含有α-氮化硅晶须陶瓷浆料的粘度的影响,并确定了最佳的工艺参数。结果发现:Si3N4悬浮粒子的等电点在pH=4.3,其最佳的ζ-电位在pH=11附近。分散剂的引入有效地提高悬浮粒子的ζ-电位等电点,改善浆料的分散性,最佳分散剂用量在1.9%～2.1%(质量分数)之间。制备了具有一定固相含量,流动性和稳定性良好的适合于流延工艺的陶瓷浆料,成型的膜片具有一定的柔韧性。

高频高压高介MLC瓷介的研究

对CaTiO3 SrTiO3系统进行了深入的研究 ,结果表明 :由于SrTiO3和CaTiO3均具有钙钛矿型结构 ,可形成有限型固溶体。通过调节Sr/Ca的摩尔比可以得到一种性能优良的高频瓷料。适量的Bi3+的引入可以与Sr3+形成不等价取代将有利于介电常数的进一步升高 ,同时也有利于介电常数温度系数的绝对值的减小。研究表明该系统的烧结温度应该在 1 2 80℃。

SrTiO_3陶瓷晶界层电容器材料的晶界研究——Ⅰ.晶界结构

利用高分辨电镜研究了低温一次烧结SrTiO_3陶瓷晶界层电容器材料的晶界结构,发现在西晶粒间存在着4种典型的晶界类型。通过构筑晶界形成的结构模型,揭示了两晶粒间晶界形成的特征,认为两晶粒间晶界相的形成既与两晶粒间的液相成份和杂质组成有关,亦与两晶粒的相对取向有关。此外,还与两次烧结SrTiO_3陶瓷晶界层电容器材料的晶界结构作了比较。

金属型导电陶瓷BaPbO_3的研究

本文研究了铅酸钡（ＢａＰｂＯ３）粉料的合成温度、气氛、时间与产率的关系。研究了ＢａＰｂＯ３导电陶瓷的制备工艺，以及Ｐｂ／Ｂａ比（摩尔比），烧成温度，气氛对电性能的影响，制得电阻率为１０－４Ω·ｃｍ的导电陶瓷。

MgO-Fe_2O_3-Nb_2O_5混合物中钙钛矿相前驱体的煅烧反应过程研究

用XRD法系统地研究了PFN-PMN二元系中钙钛矿相的前驱体FeNbO4（FN）-MgNb2O6（MN）煅烧过程中的物相变化。发现,富镁的前驱体混合物在较高的煅烧温度下有富镁的Mg4Nb2O9（M4N）生成,而富铁的前驱体混合物中FN的生成,有利于抑制M4N的形成.M4N的形成与钙钛矿相煅烧产物中烧绿石相的出现有密切的关系.在MN与FN二种前驱体中,MN在大约650℃时即开始生成,而FN则需至800℃才开始生成,表明较低温度下Fe2O3的反应活性不及MgO的反应活性。