Mn掺杂Ca_(0.16)Sr_(0.04)Li_(0.4)Nd_(0.4)TiO_3微波介质陶瓷介电性能的研究

采用传统固相法制备了MnO2掺杂Ca0.16Sr0.04Li0.4Nd0.4TiO3微波介质陶瓷,并借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、网络矢量分析仪和精密阻抗分析仪对微波陶瓷的物相结构、表面形貌、介电性能和电学微结构进行了分析。结果表明掺杂MnO2部分进入Ca0.16Sr0.04Li0.4Nd0.4TiO3陶瓷晶格Ti4+位中并导致衍射主峰衍射角向高角度轻微偏移,所得陶瓷晶粒大小约5μm。随着MnO2含量的增加,观察到显著的Mn-Li氧化物杂相,过高的MnO2掺杂使得Ca0.16Sr0.04Li0.4Nd0.4TiO3陶瓷晶粒的主要生长方向由(200)变为(220)。MnO2含量的增加使得陶瓷介电常数εr从140降至122,品质因子Qf从1450显著升至1960 GHz,谐振温度系数τf较为稳定且均为40 ppm/℃左右。陶瓷内部由Li+陶瓷表面电学阻抗、晶界阻抗、晶壳和晶核形成的晶粒阻抗构成,其中晶界的电阻贡献主要来自于Li+挥发或析出形成的阳离子空位电导;晶壳和晶核电阻为电子-空穴与氧空位相互耦合形成的电导。微波陶瓷的介质损耗主要来自于晶粒区域晶核的高度半导化各构成电学微结构部件载流子束缚能力大小与活化能规律趋于一致。

CeO2/Ca0.7Bi0.15Na0.15TiO3复合陶瓷微波介电性研究

通过传统固相烧结法制备了(1-x)(Ca0. 7Bi0. 15Na0. 15TiO3)-xCeO2(x=0. 6、0. 7、0. 8、0. 9)陶瓷,并对其晶体结构、表面形貌、元素化合价及微波介电性能进行了系统研究。结果表明:所有组分陶瓷均含有与Ca Ti O3和Ce O2结构相似的两相。在x=0. 4中Ce存在两种价态Ce3+和Ce4+。两相的存在导致了介电常数和谐振频率温度系数呈现线性变化,品质因数则表现为非线性变化。当x=0. 9时,Ca0. 7Bi0. 15Na0. 15TiO3-CeO2复合陶瓷微波介电性能较优,其εr=35. 1,Q×f=10889. 2 GHz和τf=27 ppm/℃。

SrTiO_3/Mg_6Ti_5O_(16)复合陶瓷的微波介电性能研究

通过传统固相烧结法制备了xSrTiO_3-(1-x)Mg_6Ti_5O_(16)微波介质陶瓷,并研究其晶体结构、显微结构及微波介电性能。xSrTiO_3-(1-x)Mg_6Ti_5O_(16)复合陶瓷主要含有MgTiO_3、SrTiO_3和Mg_6Ti_5O_(16)三相;复合陶瓷晶粒分布紧密,尺寸大小不均匀;适当增加SrTiO_3含量可以有效提高介电常数和品质因数,并使谐振频率温度系数趋于正值。1420℃烧结的3.8%SrTiO_3-96.2%Mg_6Ti_5O_(16)复合微波陶瓷可获得最佳微波介电性能:ε_r=17,Q×f=42729 GHz和τ_f=5 ppm/℃。

Ca0.7Bi0.15Na0.15TiO3-NdAlO3复合陶瓷微波介电性能研究

通过传统固相烧结法制备了(1-x)(Ca0.7Bi0.15Na0.15TiO3)-xNdAlO3(CBNT-xNA,x=0.3,0.35,0.4,0.5)陶瓷,并采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和网络矢量分析仪分别对其晶体结构、表面形貌及微波介电性能进行了系统研究。结果表明:NdAlO3添加可以有效增加复合陶瓷的晶粒尺寸;CBNT-NA复合陶瓷主要为钙钛矿结构,并伴随有CaAl12O19和Ti6O11第二相产生;CBNT-0.35NA陶瓷的微波介电性能性能最佳,εr=52.1,Q×f=5862GHz,τf=11.5×10^-6/℃。

Bi_4B_2O_9对(Ca_(0.2)Sr_(0.05)Li_(0.375)Sm_(0.375_)TiO_3陶瓷烧结和微波介电性能的影响

采用传统固相法制备(Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375)TiO3钙钛矿微波介质陶瓷,研究了Bi4B2O9对(Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375)TiO3陶瓷微波介电性能的影响,利用X射线衍射仪、扫瞄电子显微镜和矢量网络分析仪对其晶体结构、显微组织和微波介电性能进行了研究。结果表明:掺10%Bi4B2O9的(Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375)TiO3陶瓷,其烧结温度由1 300℃降至1 080℃。当添加3.5%Bi4B2O9时,其最佳烧结温度为1 150℃,陶瓷的微波介电性能最佳(相对介电常数εr=116.9;品质因数Q×f=3 500GHz;频率温度系数τf=1.2×10-6/℃)。

ITO增强相对AgSnO_(2)电接触材料微观结构和性能的影响

采用合金粉末预氧化法制备了新型AgSnO_(2)(10)ITO(5)电触头材料,并与相同氧化物含量的AgSnO_(2)(10)In_(2)O_(3)(5)进行了对比。结果表明,高含量的导电氧化物ITO替代In_(2)O_(3)后电寿命比AgSnO_(2)(10)In_(2)O_(3)(5)提升了30%,达到6万次。连续通断试验后的电弧特性研究和形貌分析表明,球磨后的样品电弧能量平均值下降明显,熔焊力减少且稳定。表面烧蚀坑数量明显减少,存在大量沙粒状小液珠。导电氧化物ITO有望成为Ag基电触头材料的新型高含量氧化物掺杂物,具有潜在的研究价值。

BiFeO_3改性BPCTZ低铅陶瓷介电和压电性能

采用固相合成法制备了(1-x)(Ba0.89Pb0.1Ca0.01)(Ti0.99Zr0.01)O3-xBiFeO3(BPCTZ-BF,0≤x≤0.01)压电陶瓷,研究了BiFeO3对BPCTZ陶瓷晶体结构,介电和压电性能的影响。XRD结果表明Bi3+和Fe3+均进入BPCTZ晶格中,形成了具有纯钙钛矿结构的固溶体。随着BiFeO3含量的增加,居里温度(tC)向高温方向移动,当BiFeO3含量为x=0.004时,陶瓷样品的居里温度达到最大值178℃。在x=0.002时,该体系陶瓷具有最佳的压电性能:压电常数d33=144 pC/N,平面机电耦合系数k P=0.242,机械品质因数Qm=184。

BaBiO_(3)陶瓷靶材的烧制工艺优化及其晶粒生长机制

高质量的陶瓷靶材对于射频磁控溅射法可镀制出综合性能优异的BaBiO_(3)基负温度系数热敏薄膜至关重要。基于此,本工作以纯Ba Bi O_(3)靶材样品的收缩率、平整度和体积密度为主要质量特性衡量指标,通过改变保压时间、烧结温度、保温时间和升温速率等4个因素,设计了正交实验并加以分析各因素与靶材质量指标的构效关系。同时,基于烧结行为对BaBiO_(3)靶材晶粒生长的影响关系,包括调控烧结温度、保温时间和升温速率等关键烧结工艺参数,结合唯象方程和截距法,探讨了晶粒生长机制、生长指数n与关键影响因素间的内在关联性。基于此,进一步联合X射线衍射、Raman光谱、扫描电子显微镜和能谱等表征方法分析了不同工艺参数条件下靶材样品的相结构和元素构成,从而验证了正交化实验的有效性。结果表明,获得综合质量较优(变形程度小、致密度高和表观质量良好)的BaBiO_(3)陶瓷靶材的烧制工艺为:保压时间12 min、烧结温度750℃、保温时间120 min和升温速率2℃/min。