添加剂Mn和烧结温度对Ba(Zn(1/3)Ta(2/3))O3体系介电性能的影响

用氧化物混合法制备Ba(Zn1 /3Ta2 /3 )O3 (BZT)体系高频陶瓷材料,研究了添加剂Mn的添加量和烧结温度对体系介电性能的影响.Mn起助溶剂的作用,降低了BZT体系的烧结温度,并改善了体系的介电性能.实验表明,添加 1. 000Mn的BZT陶瓷具有最优的介电性能,其主要工艺条件和性能参数是,烧结温度 1 550℃,在 1MHz下ε为 25±5,tanδ不超过 0. 2×10-4,aC为(0±30)×10-6 (℃)-1.

ZrO_2掺杂对Ba(Zn_(1/3)Ta_(2/3))O_3陶瓷介电性能的影响

采用固相反应烧结法制备了ZrO2掺杂的Ba(Zn1/3Ta2/3)O3微波介质陶瓷,研究了陶瓷的烧结特性和介电性能。结果表明,ZrO2掺杂能有效降低Ba(Zn1/3Ta2/3)O3陶瓷的烧结温度,改善陶瓷的微波介电性能。当x(ZrO2)=4%时,Ba(Zn1/3Ta2/3)O3陶瓷致密化烧结温度由纯相时的1 600℃降至1 300℃,同时陶瓷材料的微波介电性能达到最佳值,即介电常数εr=34.79,品质因数与频率的乘积Q×f=148 000(8GHz),谐振频率温度系数τf=0.3×10-6/℃。

EDTA络合法制备 Ba(Zn1/3Nb2/3)O3纳米粉体及其热学性能

采用EDTA (乙二胺四乙酸)络合法制备了Ba(Zn1/3Nb2/3)O3 (BZN)纳米粉体,利用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱以及热重分析仪分析了前驱体的热分解过程和煅烧过程中的相变,同时采用扫描电子显微镜观察了最终粉体形貌。结果表明,650℃低温煅烧1 h得到钙钛矿相BZN陶瓷纳米粉体,粉体形状接近于球状,平均直径约40 nm,且在微区团聚形成较大的块状聚集体。所制备的粉体在1200℃烧结2 h得到高致密度(理论密度的98%以上)、单相的BZN陶瓷。

CuTa_2O_6掺杂Ba(Zn_(1/3)Ta_(2/3))O_3基微波陶瓷烧结动力学及微波性能

结合烧结动力学模型和微观形貌观察,研究未掺杂和掺杂CuTa2O6的Ba（Zn1/3Ta2/3）O3陶瓷在1 270～1 520℃温度范围内的致密化过程和烧结动力学机理。结果表明：在1 150℃以上烧结,随温度升高,Ba（Zn1/3Ta2/3）O3的烧结机制从体积扩散向晶界扩散转变。掺杂0.25%CuTa2O6可显著加快Ba（Zn1/3Ta2/3）O3陶瓷的烧结致密化过程,在显著降低烧结温度的同时,可大幅缩短烧结时间并有效地促进B位的有序化。掺杂Ba（Zn1/3Ta2/3）O3陶瓷在1370℃烧结12h即可获得〉96%的相对密度,在1 370℃烧结12 h后的介电常数（εr）和品质因数（Q·f）分别约为29.4和985 35;相比较,未掺杂Ba（Zn1/3Ta2/3）O3在1 520℃烧结12 h的εr和Q·f分别只有27.4和68 147。掺杂Ba（Zn1/3Ta2/3）O3陶瓷经1 520℃烧结48 h的εr和Q·f分别约为28.2和103 131。

新钽酸盐Ba_2LnTi_2Ta_3O_(15)(Ln=Y、La)的结构与介电性能

通过固相反应法合成了四方钨青铜结构新钽酸盐Ba2LaTi2Ta3O15与Ba2YTi2Ta3O15,分别进行了X射线衍射分析与介电性能测试.结果表明,Ba2LaTi2Ta3O15室温时晶胞参数为a=1.24264(5)nm,c=0.39157(2)nm,为四方钨青铜结构顺电相;Ba2YTi2Ta3O15室温时晶胞参数为a=1.23646(4)nm,c=0.38860(2)nm,为四方钨青铜结构铁电相,铁电相与顺电相转变温度为180℃.频率为1MHz时,Ba2LaTi2Ta3O15陶瓷的室温相对介电常数为194,介电损耗也降低至8×10-4.Ba2YTi2Ta3O15陶瓷的室温相对介电常数为107.

用8-羟基喹啉(oxine)制备Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3粉体

本文对用８羟基喹啉（ｏｘｉｎｅ）为螯合剂来制备Ｂａ（Ｍｇ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３（ＢＭＴ）粉料进行了研究。就ｏｘｉｎｅ的加入量，ｐＨ值的改变对生成钽镁沉淀的产率及其粉料性能的影响进行了研究比较。结果表明：当ｏｘｉｎｅ的加入量大于ＭｇＴａ２Ｏ６摩尔数的３倍，ｐＨ值保持在１０左右时制得的钽镁粉料较为理想，其比表面积达３２ｍ２／ｇ，与ＢａＣＯ３混合后烧结温度比用传统制备法降低１８０～２５０℃。

BaSnO_3纳米粉改性Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3介质陶瓷的研究

以BaSnO3纳米粉体作为添加剂制备(1-x)B a(M g1/3T a2/3)O3-xB aSnO3陶瓷,并与以SnO2为起始原料直接合成的BM T-BS陶瓷作了对比研究。当x(Sn)=12%时,两种工艺在1 500°C保温4 h均能使材料烧结致密。不同的工艺对材料介电常数(rε)和谐振频率温度系数(fτ)的影响没有明显差异,但掺杂B aSnO3纳米粉体的试样具有明显较高的品质因数(Q),该材料的微波介电性能为:rε=24.6,fτ≈0.8×1-0 6/°C,Q×f≈2.24×105GH z。

Ba(Zn_((1-x)/3)Ni_(x/3)Nb_(2/3))O_3微波介质陶瓷的微观结构

本文采用传统的固相陶瓷烧结工艺,利用Ni2+取代Ba(Zn1/3Nb2/3)O3的B位Zn2+形成固溶体来研究其微观结构。XRD表明,系统的主晶相为立方钙钛矿的BZNN,并有少量第二相如Ba5Nb4O15、BaNb2O6等存在。随Ni2+含量增加,系统晶格常数a减小;而随烧结温度升高,a逐渐增大。系统在1500℃下烧结时为固相烧结;当烧结温度为1550℃时,系统由固相烧结转变为液相烧结。较低温度下烧结时,在低角度区有很微弱的1∶2有序相产生;烧结温度升高,无序相增加,有序相消失。

液相包覆法合成Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3超细粉体

以水合五氧化二钽(Ta2O5·nH2O)纳米胶粒为活性固相基体,柠檬酸镁、柠檬酸钡混合溶液为包覆相,采用液相包覆-界面反应的方法制备Ba(Mg1/3Ta2/3)O3超细粉体.利用热失重-差热分析、X射线衍射及透射电镜等手段对产物的合成过程与结构形态进行了分析表征.研究表明以该方法能够在800℃下合成出成分均一、纯度较高、具有良好烧结活性的BMT超细粉体,产物粒子的形态接近球形,粒径分布窄,大约为20～30nm.

Ba(Zn_((1-x)/3)Ni_(x/3)Nb_(2/3))O_3微波介质陶瓷的介电性能

利用Ni2+取代Ba(Zn1/3Nb2/3)O3的B位Zn2+来改善其介电性能。XRD表明,系统的主晶相为立方钙钛矿的BZNN,并有少量第二相如Ba5Nb4O15、BaNb6O16等。当系统中x(Ni2+)=0.7时,1 500℃烧结时系统得到优异的介电性能,介电常数为35.7,容量温度系数为-4.7×10-6/℃,损耗tanδ为0.33×10-4(1 MHz)。

Ba(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3微波介质陶瓷的B位二价Ni^(2+)离子取代的研究

利用Ni2+离子取代Ba(Zn1/3Nb2/3)O3的B位Zn2+离子来改善其介电性能并研究其微观结构的变化。XRD表明,系统的主晶相为立方钙钛矿的BZNN,并有少量第二相如Ba5Nb4O15、BaNb6O16等。系统在较低温度(1350℃)下烧结时以及在1300℃退火处理会形成微弱的有序相,这种趋势说明了Ni2+和Nb5+离子的相互扩散会随着热能和时间的增长而增长。在较高温度下烧结(1550℃)则会形成富Nb液相区。当系统中Ni2+含量为0.7时,1500℃烧结时系统得到优异的介电性能,介电常数为35.7,容量温度系数为-4.7×10-6/℃,损耗tanδ为0.33×10-4(1MHz)。

Ba(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3微波介质陶瓷的研究进展

3G移动通信事业的迅速发展对应用于基站的微波介质谐振器陶瓷材料的Q值提出了更高的要求。Ba(Zn1/3Nb2/3)O3微波介质陶瓷材料因为具有很高的Q值、接近于零的τf和适宜的εr而备受关注。介绍了Ba(Zn1/3Nb2/3)O3系列微波介质陶瓷的结构和性能、改性研究、纳米化制备工艺及Ba(Zn1/3Nb2/3)O3-Ba(Co1/3Nb2/3)O3复合技术,以期对该领域其他研究者有所帮助。

Zn缺位对Ba(Co_(0.6)Zn_(0.4))_(1/3)Nb_(2/3)O_3陶瓷性能的影响

采用传统固相反应法制备了Ba(Co0.58Y0.02Zn0.4-x)1/3Nb2/3O3(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.06)陶瓷,系统研究了Zn缺位对陶瓷的物相组成、微观结构和微波介电性能的影响。X线衍射(XRD)结果表明所有配方陶瓷的主晶相均为BaZn0.33Nb0.67O3-Ba3CoNb2O9(BCZN),并存在不同量的第二相Ba8CoNb6O24,适量的Zn缺位可提高BCZN体系的有序度,x=0.02时,其有序度最大。电镜扫描(SEM)结果表明适量的Zn缺位可促进烧结致密化,但Zn缺位过多,会使第二相增多,陶瓷的致密度恶化。随着x的增加,陶瓷的介电常数(εr)基本不变,但品质因数与频率的乘积(Q×f)得到了有效的改善,谐振频率温度系数(τf)先减小后增大。当x=0.02时,BCZN体系陶瓷的εr=35.12,Q×f=52 678GHz,τf=3.28×10-6/℃。

Ba缺位和烧结工艺对Ba_(1-x)Zn_(1/3)Nb_(2/3)O_3陶瓷离子有序度和微波介电性能的影响

利用常规固相法制备了Ba1-xZn1/3Nb2/3O3(x=0～0.02)陶瓷,研究了Ba缺位对Ba1-xZn1/3Nb2/3O3陶瓷的相成分、B位离子长程有序度(LRO)和微波介电性能的影响规律。X射线衍射(XRD)结果显示,适量的Ba缺位可以提高材料的阳离子有序度,x=0.01时陶瓷具有最大的阳离子有序度;Ba缺位能有效改善Ba1-xZn1/3Nb2/3O3陶瓷的烧结特性,提高陶瓷的致密度和Q×f值;慢降温能够显著提高陶瓷的B位离子长程有序度,Ba1-xZn1/3Nb2/3O3(x=0.01)陶瓷在1450℃下烧结,以5℃/h速率降温后能获得最大Q×f值77719GHz。

Ba(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3电子结构第一性原理计算及光学性能研究

Ba(Mg1/3Nb2/3)O3(BMN)复合钙钛矿陶瓷具有高介电常数和高品质因子等介电性能,预示了其在光学领域的应用前景.本文采用第一性原理方法计算了BMN的电子结构,对其本征光学性能进行分析和预测.对固相合成六方相BMN的XRD测试结果进行Rietveld精修(加权方差因子Rwp=6.73%,方差因子Rp=5.05%),在此基础上建立晶体结构模型并对其进行几何优化.运用基于密度泛函理论(DFT)的平面波赝势方法,对六方相BMN晶体模型的能带、态密度和光学性质进行理论计算.结果表明BMN的能带结构为间接带隙,禁带宽度Eg=2.728 e V.Mg-O和Ba-O以离子键结合为主,Nb-O以共价键结合为主,费米面附近的能带主要由O-2p和Nb-4d态电子占据,形成了d-p轨道杂化.修正带隙后,计算了BMN沿[100]和[001]方向上的复介电函数、吸收系数和反射率等光学性质.结果表明,BMN近乎光学各向同性,在可见光区,其本征透过率为77%<T<83%,折射率为1.91<n<2.14,并伴随一定的色散现象.实验测试结果与理论计算结果相吻合.

Yb_2O_3的掺杂方式对Ba(Ti_(1-y)Zr_y)O_3陶瓷介电性能的影响

在Ｂａ（Ｔｉ１－ｙＺｒｙ）Ｏ３中，Ｙｂ２Ｏ３的不同掺杂方式引起了材料性能的显著变化．采用 Ｂａ（Ｔｉ１－ｙＺｒｙ）Ｏ３合成后Ｙｂ２Ｏ３的适量掺杂，陶瓷介温峰明显地移动，介电常数大幅度提高， 获得了室温介电常数＞２５０００，１２５０℃左右烧成，符合Ｙ５Ｖ标准的高介材料．合成后掺杂的 Ｙｂ２Ｏ３，使材料介电常数提高，可能与施主掺杂引入的局域化电子有关．合成前掺杂Ｙｂ２Ｏ３ 的样品，介电常数较低，移峰效率偏小，可能是Ｙｂ的Ｔｉ位受主取代使施主引入的局域化电子 得到补偿的结果．

0.91Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3)O_3-0.09PbTi0_3的析晶行为及助溶剂法生长

研究了0.91Pb(znl/3Nb2/3)O3-0.09PbTiO3(PZNT91/9,摩尔分数)在不同组分和配比熔盐中的析晶行为及其对晶体生长的影响。发现B2O3,PbF2等助溶剂不利于钙钛矿相的析出;而BaTiO3-PbO复合体系虽然能够促进钙钛矿相析出,但晶体析出量很少;只有适当比例的。PbO助溶剂比较适合于生长具有铁电性的钙钛矿相PZNT91/9单晶。助溶剂法生长的工艺参数为:溶质与PbO助溶剂的摩尔比为l:l,泡料温度1 150-1 200℃,泡料时间10 h,晶体生长时降温速度0.8-2℃/h,当温度降到900℃时停止生长,以50℃/h快速冷却至室温。所得晶体为琥珀色,最大尺寸达φ30 mm×15 mm,其压电系数和机电偶合系数分别为2000 pc/N和0.92。

烧结制度对Ba(Mg_(1/3)Nb(2/3))O_3陶瓷品质因子的影响

研究了烧结温度、保温时间、退火时间等工艺参数对Ba(Mg1/3 Nb2 /3 )O3 微波介质陶瓷品质因子的影响。结果表明,随着烧结温度的提高,Qf 值逐渐增加,这是由于陶瓷的相对密度和有序参数S也随烧结温度增加的结果。在15 5 0℃时,Qf 达到最大值4 95 0 0GHz。Qf 值随保温时间的增加而增加,这和B位1∶2有序度提高和晶粒尺寸增大有关。保温时间为16h时,Qf 值达到5 80 0 0GHz。退火时间对Qf 值有很大影响。随退火时间的增加,Qf 值增加很快,这主要是因为退火大大促进了B位离子的1∶2有序。当退火时间为4 8h时,Qf 值达到715 0 0GHz。

长余辉发光粉Ba_(1-x)Ca_xAl_2O_4:Eu^(2+),RE^(3+)的发光特性及光谱分析

采用高温固相法制备了长余辉发光粉Ba1-xCaxAl2O4:Eu2+,RE3+(RE3+=Dy3+,Nd3+),测量了其发射光谱、激发光谱、余辉衰减光谱和热释光谱,分析了其发光特性。在紫外线的激发下样品的发射波长随着x的变化而变化,x从0到0.6的范围变化时,发射波长相应地从498nm减小到440nm,当x大于0.6以后,波长保持440nm不再变化。通过XRD光谱对其结构进行了分析,得出Ca离子在BaAl2O4基质中有极限溶解度x0=0.4,当x大于0.4时,基质结构中出现杂相。通过热释光谱,对基质中的陷阱情况进行了分析,解释了由于x值的不同而造成的余辉时间长短的差异。

弛豫型铁电陶瓷(1-x)Pb(Sc_(1/2)Ta_(1/2))O_3-xPbTiO_3研究进展

钽钪酸铅陶瓷具有优良的介电、压电和铁电性能,但烧成温度高、居里点较低。为降低钽钪酸铅陶瓷的烧结温度并提高其居里点,人们合成了钽钪酸铅-钛酸铅(简称PSTT)材料体系。该文综述了弛豫型铁电陶瓷PSTT体系在相图与结构、制备和性能等方面的研究进展,探索了一种合成PSTT陶瓷新工艺,介绍了PSTT材料体系的重要应用领域。