柠檬酸-硝酸盐燃烧法制备Ba_(0.5)Sr_(0.5)TiO_3介电材料

以硝酸钡、硝酸锶,钛酸四丁脂以及氨水为原料,利用柠檬酸-硝酸盐燃烧法制备了Ba_(0.5)Sr_(0.5)TiO_3(BST)超细粉末。详细研究了pH值、分散剂对形成BST粉末粒度的影响.用所合成的粉末压片,1300℃烧结2h即可获得致密烧结体,烧结样品的平均粒径约为1μm.在10kHz,25℃下的介电性能为:介电常数1470,介电损耗0.006。

熔盐合成技术制备片状(Sr,Ba)TiO_3晶粒

以KCl为助熔剂,采用熔盐合成技术制备片状(Sr,Ba)TiO3晶粒,研究不同前驱体及反应方式对产物相组成和形貌的影响。结果表明:BaO与片状SrTiO3反应可获得以(Sr,Ba)TiO3为主相的产物,产物相在SrTiO3表面无规则析出且非取向长大,经烧结后形成片状多晶团聚体;片状Sr3Ti2O7与BaO和TiO2反应所得产物也以(Sr,Ba)TiO3为主,同时生成少量(Sr,Ba)3Ti2O7相,产物中除片状(Sr,Ba)TiO3晶粒外,还通过Sr2+置换由BaO与TiO2反应所得块状BaTiO3晶粒中的Ba2+、以及反应物溶解?反应?析出生成许多块状和无规则状小晶粒;对于两步合成工艺,Sr3Ti2O7先与BaO反应可得到片状(Sr,Ba)3Ti2O7,与TiO2二次反应后得到片状(Sr,Ba)TiO3晶粒;由于此方式没有生成块状BaTiO3这一过程,产物中非片状晶粒数量大幅度减少。

Ba_(0.65)Sr_(0.35)TiO_3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Ba0.65Sr0.35TiO3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Ba0.65Sr0.35TiO3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.

化学溶液法制备的Ba_(0.9)Sr_(0.1)TiO_3薄膜的结构及光学特性研究

采用高度稀释的前驱体溶液在LaNiO3 (LNO)薄膜上沉积了Ba0 .9Sr0 .1TiO3 (BST)薄膜 .X 射线衍射分析表明BST薄膜呈高度的 (10 0 )择优取向 .原子力显微镜测量发现制备的BST薄膜具有大的晶粒尺寸 80～ 2 0 0nm .用椭偏光谱仪测量了光子能量为 0 .7～ 3.4eV范围内BST薄膜的椭偏光谱 ,用Cauchy模型描述BST薄膜的光学性质 ,获得了BST薄膜的光学常数谱和禁带宽度Eg=3.36eV .

(Ba_(1-x)Sr_x)TiO_3薄膜的制备及性能的研究

选用 Ba(C2 H3O2 ) 2 、Sr(C2 H3O2 ) 2 · 1/ 2 H2 O和 Ti(OC4H9) 4为原材料 ,冰醋酸为催化剂 ,乙二醇乙醚为溶剂。用改进的溶胶 -凝胶技术在 Pt/ Ti/ Si O2 / Si基片上成功地制备出钙钛矿型结构的 (Ba1 - x Srx) Ti O3薄膜。该薄膜是制备铁电动态随机存取存储器、微波电容和非致冷红外焦平面阵列的优选材料 ;分析了薄膜的结构 ;测试了薄膜的介电和铁电性能。在室温 10 k Hz下 ,(Ba0 .73Sr0 .2 7) Ti O3薄膜介电系数和损耗分别为 30 0和 0 .0 3。在室温 1k Hz下 ,(Ba0 .95 Sr0 .0 5 ) Ti O3薄膜剩余极化强度和矫顽场分别为 3μC/ cm2和 5 0 k V/

CeO_2掺杂(Ba,Sr,Ca)TiO_3基高压电容陶瓷的研究

采用固相烧结法合成0.97(Ba0.6Sr0.3Ca0.1)TiO3.0.03(Bi2O3.3TiO2)陶瓷材料,研究了掺杂稀土氧化物CeO2对陶瓷材料介电性能的影响。随CeO2加入量的增加,材料的介电常数先增大后减小再增大后减小,而介电损耗先减小后增大,击穿场强先增大后减小。当CeO2为0.1wt%时,介电常数最大,εr=2384。当CeO2为0.2wt%时,获得了介电常数为1730,介电损耗为0.0060,耐压为13.125kV/mm的高压低损耗陶瓷电容器瓷料。利用SEM分析了不同CeO2加入量时样品的断面形貌,结果表明:CeO2可以抑制晶粒生长,细化晶粒,形成固溶体,而过量的CeO2偏析于晶界。

溶胶-凝胶法制备(Ba,Sr)TiO_3薄膜的新技术路线研究

碳酸钡和碳酸锶是无机盐化工基础原料,钡、锶的醇盐或醋酸盐都需通过其碳酸盐制备而得,本文探索了一种有利于降低成本的新实验路线和更为原子经济的新工艺。直接采用碳酸盐为原料,采用 sol gel法制备了 Ba0.8 Sr0.2 TiO3 (BST)薄膜;并利用 X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱分析(XPS)等对 BST 薄膜的晶体结构和表面形貌及化学组态进行了分析。结果表明,利用碳酸盐代替醋酸盐为原料,采用 sol gel 技术制备 BST 铁电薄膜,能制备出均匀清澈的溶胶;所制备的 BST薄膜均匀致密,几乎为全钙钛矿结构。化学组态分析也表明所制备的薄膜中的钡、锶、钛、氧 4 种元素都以钙钛矿相结构中各元素相应的化学态存在。

(Ba_(0.5)Sr_(0.5))TiO_3铁电薄膜的制备工艺及电学性质研究

采用溶胶 凝胶方法制备出纯立方钙钛矿相、介电性能和漏电流特性良好的 (Ba0 .5Sr0 .5)TiO3 铁电薄膜 .研究发现 ,随着烧结温度的升高 ,(Ba0 .5Sr0 .5)TiO3 薄膜纯度和结晶度增高 ,介电常数提高 ,漏电流密度降低 .在 75 0℃进行保温 1h热处理的薄膜性能较好且稳定 :在室温下测得薄膜介电常数为 2 5 0 ,介电损耗为 0 .0 30 ,漏电流密度为 6 .9× 10 -8A/cm2 .较高的介电常数、较低的漏电流密度可能源于良好的纯度和结晶度 .进一步研究表明 ,薄膜导电遵从空间电荷限制电流机制 .

铈掺杂Ba_(0.1)Sr_(0.9)TiO_3的改性研究

铈掺杂Ba0.1Sr0.9TiO3陶瓷有着较高的介电常数和较低的压敏电压,但其烧结温度高,烧结成功率低,非线性系数小。用ZnO和过量TiO2加以改性,研究表明:适量TiO2起到了烧结助剂的作用,可将样品的烧结温度降低到1325℃,提高了样品烧结率,钛与锶的最佳物质的量比为5∶3;ZnO作为受主掺杂剂将样品的非线性系数提高到10以上,降低了介电损耗,其最佳的掺杂量为0.7%(摩尔分数)。最后用扫描电镜分析了掺杂ZnO样品的微观形貌。

Ni掺杂对Ba_(0.7)Sr_(0.3)TiO_3热演变及相组成的影响

掺杂是改善Ba0.7Sr0.3TiO3(BST)性能的重要方法之一,而认识其热演变过程和相组成有助于制备性能优异的BST.本文选取分析纯醋酸镍Ni(Ac)2、醋酸钡Ba(Ac)2、醋酸锶Sr(Ac)2、和化学纯钛酸丁酯Ti(OC4H9)4为主要原料,冰醋酸HAc为溶剂和酸度调节剂、乙二醇-甲醚C3H8O2为摩尔浓度调节剂,采用溶胶-凝胶法按组分为Ba0.7Sr0.3(Ti1-xNix)O3(x=0,0.05,0.10,0.20和0.30)的化学计量比在醋酸溶液体系中制备了未掺杂和掺Ni的钛酸锶钡的凝胶和粉末.运用DSC研究了Ni的掺入对BST热演变过程影响.采用慢扫描和快扫描XRD技术分析了Ni掺杂对相组成、晶面间距和晶粒尺寸的影响.Ni掺杂强烈影响BST体系的热演变过程特别是晶化过程,由未掺杂BST体系的双相变过程逐渐变成单相变过程,加快了反应速率.经750℃晶化退火0.5h的Ni掺杂BST体系,得到单一的纯BST相不是单相变过程而是双相变过程.XRD分析结果表明,在相同热经历状况下,Ni掺杂BST体系晶化反应充分完全,BST相结晶性良好,当Ni掺入量到0.05时得单一的BST相;随Ni掺入量进一步增多,BST体系中(Ba,Sr)CO3相的含量增多.BST晶体(110)晶面间距d随Ni的掺入增大而增大,且晶粒尺寸逐渐减小.

改进水热法制备Ba_(0.5)Sr_(0.5)TiO_3薄膜及其表征

采用改进水热法(金属Ti片与等浓度的Ba2+,Sr2+强碱性溶液于250℃水热反应5h,然后经过600℃,0.5h烧结处理)制备了单一立方相的Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜。制备的Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜通过XRD,SEM和XPS进行表征分析。结果表明:600℃下经过0.5h烧结处理的Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜结晶更完整;同时,制备的Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜表面吸附有OH,经过10min刻蚀处理后,吸附的OH能谱峰消失。

Ba_(0.64)Sr_(0.36)TiO_3薄膜的介电与热释电性能的研究

应用溶胶 -凝胶工艺在Pt/SiO2 /Si(10 0 )衬底上制备了Ba0 .6 4Sr0 .36 TiO3薄膜 ,研究了薄膜的结构与电学性能。实验结果表明 :Ba0 .6 4·Sr0 .36 TiO3薄膜经 70 0℃热处理 1h ,薄膜呈现出钙钛矿结构。当测试频率为 2 0 0Hz时 ,薄膜的介电常数和损耗因子分别为 5 92和 0 .0 2 8。在40℃时 ,Ba0 .6 4Sr0 .36 TiO3薄膜存在一扩散铁电 -顺电相变。在室温 (2 5℃ )、10 0kHz条件下测试薄膜的C -V特性得到一“蝶形”曲线 ,表明Ba0 .6 4Sr0 .36 TiO3薄膜在室温下处于铁电相 ,且当直流偏压从 -5V增至 + 5V期间 ,薄膜电容由 495 pF增至 110 8pF。热释电性能测试结果表明 :室温下Ba0 .6 4Sr0 .36 TiO3薄膜的热释电系数为 1860 μC/(m2 ·K) ,材料的优值为 3 7.4μC/(m3·K) ,这些结果表明 :应用溶胶 -凝胶工艺制备的Ba0 .6 4Sr0 .36

La^(3+)掺杂对(Sr,Ba,Ca)TiO_3基压敏陶瓷结构和性能的影响

采用常规固相法制备(Sr,Ba,Ca)TiO3基压敏陶瓷。用Nb5+离子取代Ti4+离子,Mn作受主掺杂元素的前提下,系统研究了稀土离子La3+施主掺杂对压敏陶瓷结构和性能的影响。结果表明,当La2O3=0.4%(摩尔分数)时,(Sr,Ba,Ca)TiO3基压敏陶瓷可获得良好的电性能:其压敏电压V10mA=11.19V,非线性系数α=2.93,电容C=31.16nF,介电损耗tanδ=0.43%,压敏电压温度系数KV10mA=0.1%/℃。

快速热处理对(Ba,Sr)TiO_3薄膜晶化行为的影响

采用射频溅射法在Si(111)基片上制备了(Ba,Sr)TiO3(BST)薄膜,并对制备的薄膜进行了快速退火热处理。采用X射线衍射和原子力显微镜分析了退火温度、退火时间和加热速度对BST薄膜晶化行为的影响。研究结果表明,BST薄膜的晶化行为强烈依赖于退火温度、退火时间和加热速度。BST薄膜的结晶度随退火温度的升高而提高。适当的热处理可降低BST薄膜的表面粗糙度,BST薄膜的表面粗糙度随退火温度的升高经历了一个先降低后增大的过程,但退火后BST薄膜的表面粗糙度都小于制备态薄膜的表面粗糙度。BST薄膜的晶粒尺寸随退火温度的升高经历了一个先增大后减小的过程。随退火时间的延长,BST薄膜的特征衍射峰越来越强,薄膜的晶化程度越来越高。随退火时间的延长,BST薄膜的晶粒尺寸和表面粗糙度也经历了一个先增大后减小的过程。BST薄膜的晶粒大小主要由退火温度决定。高的升温速率可获得较小的晶粒。

Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3薄膜的溶胶-凝胶法制备及表征

采用溶胶-凝胶法在Si和Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备钙钛矿结构的Ba0.8Sr0.2TiO3（BST）薄膜。对其前驱体干凝胶进行热重与差热（TG-DSC）分析，以此确定薄膜的热处理工艺。分别采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）和B1500A半导体器件分析仪对薄膜性能进行表征。结果表明：800℃下在氧气气氛中退火15 min可以得到结晶度良好、致密度较高的纯钙钛矿相BST薄膜，其对应的晶粒尺寸和均方根粗糙度分别为30~40 nm和5.80 nm。薄膜厚度为160~378 nm时，BST薄膜的介电常数和介质损耗随薄膜厚度的增加而增大。厚度为300 nm的BST薄膜的介电常数由于尺寸效应随温度升高单调降低，且居里温度在室温以下。

溅射工艺参数对Ba_(0.5)Sr_(0.5)TiO_3薄膜沉积速率和介电性能的影响

铁电/介电BST(B axS r1-xT iO3)薄膜在微电子学、集成光学和光电子学等新技术领域有广泛的应用前景。用射频磁控溅射方法制备了厚约700 nm的B a0.5S r0.5T iO3薄膜,采用A l/BST/ITO结构研究了溅射功率、溅射气压、O2/(A r+O2)比和基片温度对上述BST薄膜沉积速率和介电性能的影响,并根据这些结果分析了较优的工艺条件,同时用XRD、XPS和SEM研究了薄膜的晶相、组成和显微结构。

(Ba,Sr)TiO_3基电容器陶瓷的制备及介电性能

在对BaTiO3基电容器陶瓷掺杂改性的实验基础上就改善(Ba,Sr)TiO3电容器陶瓷介电性能做了大量实验研究.经测试结果分析表明,(Ba,Sr)TiO3基电容器陶瓷最佳烧结温度为1 350℃,由此温度烧结可获得最高介电常数为11 784及介电损耗为0.100的优质电容器陶瓷.结合陶瓷的显微结构SEM照片分析,探讨了添加Sr2+,Ca2+,Zr4+及稀土Dy3+离子对改善(Ba,Sr)TiO3基电容器陶瓷介电性能的机理.

钕掺杂对(Ba0.6Sr0．4)TiO3／MgO陶瓷结构和性能的影响

采用X射线衍射、扫描电镜及介电性能测试,研究了Nd掺杂对42%(Ba0.6Sr0.4)TiO3/58%MgO(质量分数)复相陶瓷微结构和低频介电性能的影响。结果表明,添加0%～0.6%Nd2O3的材料均由(Ba,Sr)TiO3和MgO两相组成,不含其他物相。随着Nd2O3掺杂量的增加,材料的晶粒尺寸变大,晶粒结合更加紧密。适量的Nd2O3掺杂可以获得适中的介电常数和较高的介电可调度,并使材料的介电损耗显著改善。0.4%(质量分数)的Nd2O3掺杂使材料的居里温度从-24.6℃迅速降低至-79.2℃,并改善了材料的温度稳定性。这时材料具有很好的介电性能,室温下(约25℃),100 kHz时介电常数为103.0,介电损耗为0.0005,2 V.μm-1偏置电场下样品的介电可调度为9.15%(10 kHz),能够满足移相器的应用要求。

退火温度对Ba_(0.7)Sr_(0.3)TiO_3陶瓷介电性能的影响

通过传统固相法制备了Ba_(0.7)Sr_(0.3)TiO_3陶瓷,并对其在1000、1100、1200℃进行退火处理2 h,研究了在不同退火温度下,Ba_(0.7)Sr_(0.3)TiO_3陶瓷的相结构、微观形貌和介电特性。结果表明,随退火温度的升高,陶瓷的结晶度、晶格参数和晶粒尺寸均增加,而致密度和介电特性先增加后减小,其中1100℃退火2 h的致密度和介电特性最优,而1200℃退火2 h的陶瓷微观组织出现了晶粒的异常长大现象,导致其致密度和介电性能下降。

中温烧结(Ba、Sr)TiO_3电容器陶瓷

采用常规电容器陶瓷制备工艺 ,借助正交设计实验法研究了在配方对中温烧结 (12 0 0℃ ) (Ba,Sr)TiO3 (BST)基陶瓷介电性能的影响 ,得到了影响BST基陶瓷介电性能的主次因素以及各因素水平影响其性能的趋势 ,同时得到介电常数最大的配方和介质损耗最小的配方 ,得到了综合性能最佳的适合单片电容器和独石电容器的中温烧结 (12 0 0℃ )BST基陶瓷基方 ,它具有中介 (ε≥ 2 195 )、低损耗 (tanδ≤ 0 .0 15 5 )和高耐压 (大于 4 .5Mv/m)。探讨了各组分对BST基陶瓷介电性能的影响机理 。