高居里温度BaTiO_(3)基无铅热敏陶瓷的研究进展

钛酸钡(BaTiO_(3))基正温度系数电阻(PTCR)陶瓷材料由于具有独特的电阻-温度特性,被广泛用于制作各种热敏电阻器件。随着电子材料及元器件无铅化的要求日益迫切,高居里温度BaTiO_(3)基PTCR陶瓷的无铅化是必然发展趋势。介绍了PTCR效应的物理机制、BaTiO_(3)基PTCR陶瓷材料的性能指标及其影响因素,综述了高居里温度无铅BaTiO_(3)基PTCR陶瓷材料的研究进展,讨论了提高无铅BaTiO_(3)基PTCR陶瓷材料性能的策略与途径,以促进这一领域的进一步发展。

CaTiO_3掺杂PbNb_2O_6高居里温度压电陶瓷的研究

采用传统电子陶瓷的制备方法，系统研究了（1-x）PbNb2O6-xCaTiO3（x=0、0．01、0．02、0．03、0．04）系高居里温度压电陶瓷。XRD分析表明，x=0时，材料只能形成三方非铁电相钨青铜结构，而x在0．01～0．04mol范围内均能形成钨青铜型固溶体，利用XRD数据计算了晶体的晶格常数随x的变化，发现随着CaTiO3含量增加，晶胞体积减小。陶瓷材料的居里温度测试结果表明该体系具有高的居里温度（Tc〉400℃）。测试了不同组成陶瓷的压电、介电性能，CaTiO3的掺杂量为x=0．03时陶瓷样品的压电常数达到d33=64pC／N，平面机电耦合系数kp=0．269，材料的介电常数ε33^T／ε0=293，介质损耗tanδ=0．021，居里温度Tc=570℃，该组成具有优异的压电性能，适合于高温环境下的使用。

高居里温度压电材料的研究进展

随着科学技术的迅猛发展,高温压电陶瓷材料被广泛应用,高居里温度压电陶瓷材料元器件的需求越来越大。本文综述了钙钛矿、钨青铜、含Bi层状、压电单晶等相关的高温压电材料,并对以上几种高居里温度压电材料的研究进展进行了概括,指出了今后的研究方向。

BYPT高居里温度压电陶瓷结构与性能的研究

采用固相合成法制备了BiYbO3-PbTiO3(BYPT)压电陶瓷材料,研究了不同含量的BiYbO3对BYPT陶瓷显微组织结构及电性能的影响规律。结果表明,BYPT陶瓷由钙钛矿相和Yb2Ti2O7两相组成,随着BiYbO3含量的增加,BYPT陶瓷中Yb2Ti2O7相逐渐增多。居里温度TC和介电常数rε随着BiYbO3含量的增加先增加后减少,介电损耗tanδ则先减少后增加,在BiYbO3的摩尔分数为10%时性能达到最佳,其TC、rε和tanδ分别为590℃、660和0.017。

掺杂MnO_2的(Pb_(1-x)Ba_x)Nb_2O_6高居里温度压电陶瓷研究

采用传统电子陶瓷的制备方法,制备出掺杂0.3%(质量分数,下同)MnO2的(Pb1-xBax)Nb2O6高居里温度压电陶瓷。X射线衍射分析表明:x=0时,形成三方钨青铜型固溶体,x=0.01～0.08时,均形成斜方钨青铜型固溶体。利用XRD数据计算了晶体的晶格常数随x的变化,发现随着x含量的增加,晶格常数略有提高,晶胞体积逐渐增大。陶瓷材料的居里温度测试结果表明该体系具有较高的居里温度Tc(490～550℃)。测试了不同组成陶瓷的压电、介电性能,在x=0.05时陶瓷的压电常数d33达到最大值(70pC/N),平面机电耦合系数kp为36.4%,材料的介电常数ε33T/ε0=350,介质损耗tanδ=1%,该组成具有优异的压电性能,适合于高温环境下使用。

BiScO_3-Bi(Zn_(1/2)Ti_(1/2))O_3-PbTiO_3高居里温度压电陶瓷介电压电性能研究

采用传统陶瓷工艺制备(1-x)Bi(Sc_(0.9)(Zn_(1/2)Ti_(1/2))_(0.1))O_3-xPbTiO_3(BS-0.1BZT-xPT)陶瓷试样。研究了BZT含量为0.1%(摩尔分数)时,不同PT含量BS-0.1BZT-xPT压电陶瓷结构、介电和压电性能的变化规律。研究表明,随着PT含量增加,试样从三方相向四方相转变;当PT含量为0.60~0.62之间时,试样处在三方到四方的过渡区。当PT量为0.6时,试样压电性能达到最大值(d33=250pC/N,kp=43%)。当PT量增加,试样居里温度呈上升趋势,εr max值先增加后减小。当PT含量为0.60时,试样铁电性能达到最大值,Pr=34.4μC/cm^2,Ec=19.2kV/cm。

高居里温度PTC陶瓷制备过程中铅的挥发与控制

通过对3种不同工艺的研究,分析了高居里温度PTC材料制备过程中铅挥发的原因和机制,以及对材料电性能造成的影响。进而研究了氮化硼添加剂改善材料电性能和显微结构的原因,从而提出了控制材料制备过程中铅的挥发、优化材料性能的方法。

高居里温度铋层状结构钛钽酸铋（Bi3TiTaO9）的压电、介电和铁电特性

随着现代信息技术的飞速发展,压电材料的应用范围进一步拓展,使用的温度环境越来越严苛,在一些极端环境下对压电材料的服役性能提出了新的挑战.因此研究具有高居里温度同时具有较强压电性能的压电材料,是迫切需要解决的问题.本文利用普通陶瓷工艺制备了高居里温度铋层状结构钛钽酸铋Bi3TiTaO9+x wt.%CeO2(x=0—0.8,简写为BTT-10xCe)压电陶瓷,研究了钛钽酸铋陶瓷的压电、介电和铁电特性.压电特性研究表明,稀土Ce离子的引入可以提高BTT陶瓷的压电性能,BTT-6Ce(x=0.6)陶瓷具有最大的压电系数d33~16.2 pC/N,约为纯的BTT陶瓷压电系数(d33~4.2 pC/N)的4倍.介电特性研究显示,BTT和BTT-6Ce(x=0.6)陶瓷均具有高的居里温度,Tσ分别为890℃和879℃,同时稀土Ce离子的引入降低了BTT陶瓷的高温介电损耗tanδ.铁电特性研究表明,稀土Ce离子的引入提高了BTT陶瓷的极化强度.在180℃温度下和110 kV/cm的电场驱动下,BTT和BTT-6Ce(x=0.6)陶瓷的矫顽场Ec分别为53.8 kV/cm和57.5 kV/cm,剩余极化强度Pr分别为3.4μC/cm^2和5.4μC/cm^2.退火实验显示:稀土Ce离子组分优化的BTT压电陶瓷经800℃的高温退火后,仍具有优异的压电性能温度稳定性.研究结果表明,BTT-6Ce(x=0.6)陶瓷兼具高的居里温度Tc约为879℃和强的压电性能d33约为16.2 pC/N、较好的压电性能温度稳定性,是一类压电性能优异的高温压电陶瓷.

高居里温度弛豫基铁电单晶的研究进展

传统压电铁电材料已不能满足工业发展的需要,高居里温度弛豫基铁电单晶将是下一步铁电压电材料发展的趋势.PINT、PYNT、BSPT和BS-BG-PT单晶等几种高居里温度弛豫基铁电单晶的研究已经开展,它们均表现出优良的性能;但其研究仍处于初步阶段,存在很多问题有待解决,如晶体尺寸小,性能研究不完善,材料成本高等.大尺寸高质量单晶的生长、结构性能的深化研究以及新体系的探索将是下一步高居里温度弛豫基铁电单晶的研究重点.

高居里温度压电材料研究进展

目前在能源工业、航空航天、汽车等领域,对可在高温环境中稳定可靠工作的压电器件需求迫切。高居里温度压电材料是是高温压电器件核心敏感元件,对高温压电材料研究也越来越受重视。该文对具有高居里温度压电材料的结构和性能特点做出简要分析,并概述高温压电材料的研究进展,总结了今后的发展方向和热点问题。

具有多种性质的新型二维Janus家族:拉胀行为、应变可调的光催化剂、高居里温度铁磁体和压电量子反常霍尔绝缘体

发现新的二维材料并探索其独特性质与潜在应用是凝聚态物理与材料科学的重要课题.在此,我们基于在实验和计算中报道的具有多种性质的新型方晶格S-XS2二维材料,通过密度泛函理论计算,确定了7种具有近似方晶格的新型二维Janus S-XSSe (X=Si,Sn,V,Cr,Mo,Re和Os)单层材料.值得注意的是,S-SiSSe和S-SnSSe单层都具有拉胀行为,此外,由于具有合适的带边位置、可见光区的高效吸收系数和较大的载流子迁移率差,它们是潜在的光催化剂,而且光催化性能还可以通过改变pH值和施加双轴应变来提高.在不考虑自旋轨道耦合(SOC)时,S-VSSe,S-CrSSe和S-MoSSe是铁磁半金属,并具有较高的居里温度TC(分别为210,810和390 K).加入SOC后,S-VSSe成为量子反常霍尔(QAH)绝缘体,具有较大的带隙(45.4 meV)和一个手性边缘态(陈数C=-1).通过对半导体S-XSSe (X=Si,Sn,V)单层的对称性分析,基底面上的单轴应变只能诱发面外压电响应.其中,S-VSSe的面外压电系数d31和d32最大,分别为-0.013和0.025 pm V-1.压电性、拓扑性和铁磁性的共存使单层S-VSSe成为具有大带隙和高TC的多功能自旋电子学应用的潜在平台.我们的理论工作将给二维材料增添新家族,并有望带来更广阔的应用.

高居里点BaTiO_(3)基无铅正温度系数热敏陶瓷的研究进展

正温度系数(PTC)热敏材料是一种对温度十分敏感的半导体材料,其中BaTiO_(3)基PTC热敏陶瓷应用最为广泛。为满足高温使用需求与无铅化绿色环保要求,高居里点BaTiO_(3)基无铅PTC热敏陶瓷受到了极大的关注。介绍了几种常见的高居里点BaTiO_(3)基无铅PTC热敏陶瓷体系,综述了其改性方法,包括施主掺杂、受主掺杂、工艺改进等,阐述了该材料目前的不足,并对其今后的发展方向进行了展望。

高居里温度高磁导率锰锌铁氧体TL7C材料

宽温高磁导率MnZn铁氧体TL7C是为了满足汽车电子应用开发量产的材料,具有饱和磁通密度高、居里温度高等特性,用于制作共模电感,广泛应用于汽车电子领域。本文介绍了TL7C材料的制备过程,详细描述了TL7C材料与传统材料特性差异,简介了材料的应用。

低温烧结高居里点PTC陶瓷的研究

综述了近年来高居里点ＰＴＣ陶瓷研究和ＰＴＣ低温烧结研究的进展。着重讨论了（Ｂａ，Ｐｂ）ＴｉＯ３ 系高居里点ＰＴＣ陶瓷中Ｐｂ 的影响以及改善其性能的研究，并对ＰＴＣ低温烧结作用机制及其途径进行了论述。

面向应用的新一代稀磁半导体研究进展

稀磁半导体具有能同时调控电荷与自旋的特性,是破解摩尔定律难题的候选材料之一.我们团队率先提出了稀磁半导体中自旋和电荷掺杂分离的机制,探索并研制了新一代稀磁半导体材料,为突破经典稀磁半导体材料的制备瓶颈提供了有效解决方案.以(Ba,K)(Zn,Mn)_(2)As_(2)等为代表的新一代稀磁半导体,通过等价态的Mn掺杂引入自旋、异价态的非磁性离子掺杂引入电荷,成功实现了230 K的居里温度,刷新了可控型稀磁半导体的居里温度记录.本文将重点介绍几种代表性的新一代稀磁半导体的设计与研制、新一代稀磁半导体的综合物性表征、大尺寸单晶生长以及基于单晶的安德烈夫异质结研制.我们团队通过新一代稀磁半导体的新材料设计研制、综合物性研究、简单原型器件构建的“全链条”模式研究,开拓了自旋电荷分别掺杂的稀磁半导体材料研究领域,充分展现了自旋和电荷掺杂分离的新一代稀磁半导体材料潜在应用前景.

高工作温度烧结钕铁硼磁体的研究现状

综述了高温使用烧结 Nd-Fe-B 磁体的研究现状,总结了制作高温烧结 Nd-Fe-B 磁体常用的3务途径,即提高居里温度、磁晶各向异性场和优化磁体显微组织。这三项措施一般需同时使用,以获得综合性能良好的耐高温磁体。

Li、Ce掺杂对NBTa-CBN高温压电陶瓷性质的影响研究

采用传统固相反应法制备了Ca_(0.5)(Na_(0.5)Bi_(0.5))_(0.5-3 x)(Li_(0.5)Ce_(0.5))_(3x) Bi_(2)TaNb_(0.99)Mn_(0.01)O_(9)(CNBTNM-LC100_(x))高居里温度(T_(C))压电陶瓷。研究了Li、Ce复合离子掺杂对陶瓷结构和电学性质的影响。结果表明,随着Li、Ce掺杂量的增加,CNBTNM-LC100_(x)陶瓷的晶体结构趋于由正交相向四方相转变,压电常数d 33逐渐增大,当x>0.04(x为摩尔分数)时,d 33趋于降低。x=0.04时,具有最优的综合电学性能,d 33约为15.9 pC/N,600℃下直流电阻率ρ约为5.9×10^(5)Ω·cm,介电损耗tanδ(1 MHz)约为7%,T_(C)约为887℃。

过渡金属掺杂CdO基稀磁半导体材料的研究

磁性半导体材料在电子学和磁性存储器等领域具有重要应用价值.过渡金属掺杂CdO基稀磁半导体材料是一类备受关注的材料,其具有高居里温度、大磁矩和窄带隙等特性,主要应用在磁性存储器、磁性传感器和磁性逻辑器件等领域.过渡金属元素的掺杂可以改变CdO材料的电子结构和磁性质,从而实现对材料性能的调控.通过合适的过渡金属元素掺杂,可以引入局域磁矩,使CdO材料表现出稀磁性质.此外,过渡金属掺杂还可以调节CdO材料的导电性能和光学性质,为其在光电器件和催化剂等领域的应用提供了可能.

无铅钛酸钡基正温度系数热敏电阻陶瓷材料的制备方法研究

钛酸钡基正温度系数热敏电阻陶瓷材料由于其独特的温度—电阻特性,被广泛用于制作各种热敏电阻器件、微波器件和铁电存储等元器件。一般获得高居里温度的热敏电阻陶瓷材料是通过铅的引入来实现的,但铅在高温状态下容易挥发,在陶瓷生产和使用时会污染环境和损害人类健康,因此寻找铅的替代物,实现绿色环保并满足实际应用是一个非常值得研究的方向。文章以无铅正温度系数热敏电阻陶瓷材料为论述对象,梳理了热敏电阻的分类与应用,简要介绍无铅钛酸钡基正温度系数热敏电阻陶瓷材料的制备方法。