Zn-Sn共掺杂Mg_(2)TiO_(4)微波介电陶瓷的制备与表征

本研究分别用微量Zn^(2+)与Sn^(4+)取代Mg_(2)+与Ti^(4+),通过固相反应法制备了Zn-Sn共掺杂Mg_(2)TiO_(4)微波介电陶瓷,并采用阿基米德法、XRD、SEM、EDS及网络分析仪等手段,分析了材料的基本物性和介电特性。基本物性分析结果表明,烧结温度、Zn掺杂量x、Sn掺杂量y等因素对Mg_(2)TiO_(4)的晶体结构无明显影响,烧结致密性随烧结温度的升高呈先增大后减小的趋势,其中在1300℃下烧结所得的(Zn_(0.05)Mg_(0.95))2(Sn_(0.05)Ti_(0.95))O_(4),烧结致密性最佳,达到98%。微波介电特性分析结果表明,Zn-Sn共掺杂Mg_(2)TiO_(4)的介电常数εr与品质因数Q×f值,均随烧结温度的升高而呈先增大后减小的趋势,且其谐振频率温度系数τf具有较好的稳定性,其中在1300℃下烧结所得的(Zn_(0.05)Mg_(0.95))2(Sn_(0.05)Ti_(0.95))O4,εr≈15.55,Q×f≈319690GHz,此时τf≈-52.06×10^(-6)·℃^(-1)。与前人的研究结果比较后可知,本研究制备的(Zn_(0.05)Mg_(0.95))2(Sn_(0.05)Ti_(0.95))O_(4)不仅将烧结温度大幅下降至1300℃,还能将品质因子提升至319690GHz,使其微波介电性能得到有效改善。

介电陶瓷/NiZn铁氧体互扩散行为的第一性原理研究

针对介电陶瓷/NiZn铁氧体异质复合材料的低温共烧陶瓷体系,建立掺杂结构模型,采用基于密度泛函理论的第一性原理计算并结合CI-NEB方法研究阳离子互扩散机制。结果表明:铁氧体中的Ni,Zn,Fe离子主要取代介电陶瓷MgTiO_(3)和CaTiO_(3)体系中的Ti位,迁移势垒1.0~5.5 eV;对于介电陶瓷Mg和Ca倾向于占据NiZnFe_(4)O_(8)中Zn位点,Ti则倾向于取代Fe位,迁移势垒0.6~1.0 eV。对于该材料体系,典型共烧工艺条件下Ca,Mg扩散进入NiZn铁氧体距离400~1000μm。

巨介电陶瓷材料虚拟仿真实验在材料化学实验教学中的应用

本虚拟实验项目依托专业软件和仿真技术设计开发巨介电陶瓷材料的制备及性能的实验项目,真实的模拟仿真了实验设备、仪器、药品、场景以及精密贵重仪器设备的操作过程,解决了实际实验中的高危操作、超长实验周期、高温实验环境等问题。结合线上线下、翻转课堂、虚实融合等教学方式,大大提高了学生对学习的兴趣与积极性,优化了实验教学效果。此外,在虚拟仿真实验中,增加设计了相关实验知识点的交互性操作以及以任务为导向的探究式问题讨论,增加学生的参与感和创新研究能力,使学生的学习由被动转为主动,从而改善其学习状态。

镧、铈掺杂对钛酸钡基介电陶瓷性能的影响

为了改善钛酸钡陶瓷的介电性能,采用溶胶凝胶法,制备了镧、铈掺杂的钛酸钡基介电陶瓷,研究了镧、铈2种稀土氧化物对其介电性能、耐压程度等性能的影响以及与显微结构的关系。实验表明:2种稀土元素对钛酸钡陶瓷的晶粒生长有较大的抑制作用,镧和铈的掺杂量在1.0%(物质的量分数)左右对钛酸钡陶瓷的介电性能有很好的改善作用。但镧离子和铈离子在钛酸钡中的离子取代情况有所不同,因而,改善性能的作用不同。镧掺杂钛酸钡陶瓷性能好于铈掺杂的钛酸钡陶瓷,掺杂物质的量分数为1.0%的镧掺杂钛酸钡陶瓷的相对介电常数大于4000,从室温到125℃温度范围内,介电常数的温度系数小于10%,击穿场强大于7.5kV/mm。

稀土钇掺杂纳米钛酸钡基介电陶瓷的合成及其性能研究

采用常压水相法,在100℃以下制备了一系列Ba1-xSrxYyTi1-yO3固溶体纳米粉末(0≤x≤0.4,0≤y≤0.1),产品为乳白色的完全互溶取代固溶体,经SEM形貌观察,粒子为均匀球形。经过造粒、成型、烧结,并测定了该系列固溶体的室温介电常数,制得了具有高介电常数的稀土掺杂纳米介电陶瓷粉体。结果表明,用常压水相方法在BaTiO3中复合掺杂适量锶和钇,由于掺杂离子均匀进入母体晶格,使室温介电常数高达9500,比BaTiO3纯相提高约5倍,比复合掺杂前提高了近3倍。

凝胶注模成型制备BaNd_2Ti_5O_(14)介电陶瓷的电学性能

讨论了用凝胶注模成型制备BaNd2Ti5O14介电陶瓷的过程。本实验以化学式为BaNd2Ti5O14的介电陶瓷为固相粉末,以丙烯酰胺(MBAM)为凝胶有机单体,用传统球磨的方法制备出了高固相、低粘度的陶瓷浆料(浓悬浮体);采用正交实验设计法,优化出生坯密度最大的配方。分析了凝胶注模成型与干压成型制备的BaNd2Ti5O14介电陶瓷的体积密度、结构均匀性以及电学性能不同的原因。结果表明:凝胶注模成型制备的BaNd2Ti5O14介电陶瓷具有体积密度高、结构均匀的特点。合理使用凝胶注模成型工艺可以提高陶瓷介电常数、降低介质损耗。

低温低介电陶瓷的制备及其性能影响因素

为了获得低温、低介电、低成本的优质陶瓷,采用高温固相反应法、以天然叶蜡石为原料,以BaCO3、MgO和SiC等为助剂制备了介电陶瓷。通过对陶瓷的宏观性能、介电性能、热学性能和力学性能等的测试,探讨了助剂对陶瓷性能的影响。结果为一定量的BaCO3和MgO可以改善陶瓷的烧结性、电学性能和热膨胀性,而SiC则可以改善陶瓷的增韧作用。在优化工艺条件的基础上获得了电阻率为(1.34～19.28)×1011Ω.cm、介电常数为2～4(1kHz时)、介质损耗小于0.004(1kHz时)、气孔率小于1%、热膨胀系数为(4～5)×10-6K-1,抗弯强度近400MPa的优质介电陶瓷。

烧结助剂对CaO-B_2O_3-SiO_2介电陶瓷结构与性能的影响

以CaO-B_2O_3-SiO_2(CBS)系微波介质陶瓷为基体材料,采用ZnO和Na_2O作为烧结助剂,研究了其微观结构、相组成及介电特性。研究结果表明:ZnO在烧结过程中与B_2O_3及SiO_2生成低熔点玻璃相,促进以片状集合体形式存在的CaSiO_3晶相合成,显著降低了材料的致密化温度;Na_2O虽可促进烧结,但会破坏硅灰石晶体结构,导致微波介电性能显著降低:2％(摩尔分数)ZnO取代CaO,在1000℃保温2h,具有较好的微波个电性能:ε_4为5.4。Q·f为22000GHz测试频率f_0为8.5GHz)。

共沉淀法合成Bi掺杂钛酸钡基介电陶瓷的研究

采用化学共沉淀法合成了性能良好的Bi掺杂钛酸钡基介电陶瓷粉料 ,研究了合成工艺中的几个主要因素 ,研究了Bi掺杂量对材料性能的影响 ;利用SEM、XRD分析了材料微观结构 ,探讨了材料的介电性能与微观结构的关系。

微波介电陶瓷与微波磁介电陶瓷

微波陶瓷的应用越来越受到人们的重视。文章概括介绍了二元系微波介电陶瓷ＢａＯ－ＴｉＯ２和微波磁性陶瓷ＢａＯ—Ｆｅ２Ｏ３，以及三元系微波磁介电陶瓷ＢａＯ—Ｆｅ２Ｏ３—ＴｉＯ２的研究情况，并对预期进展作了展望。

高温共烧制备的铁氧体/介电陶瓷复合体

首先用普通陶瓷工艺分别制备铁氧体与介电陶瓷粉料,然后在不互相混合的情况下将二者成型为一个整体,最后在1300℃进行高温烧结。对共烧获得的基体从物理性状上进行宏观检验,采用扫描电镜和电子探针分别对各区域及结合部分进行观测和分析。研究表明,共烧过程中铁氧体和陶瓷固相反应正常,形成一个铁氧体与陶瓷两种性状独立而结合紧密的整体,结合部分无变形,它们之间形成了200～400nm的过渡区。铁氧体与陶瓷固相反应时的收缩率对共烧基体结合处影响较大。

钛酸锌微波介电陶瓷的改性研究现状

对钛酸锌介电陶瓷的改性研究进行了综述,分析了形成固溶体、生成新的化合物和添加助熔剂对钛酸锌陶瓷的烧结性、相结构和微波介电性能的影响。结果表明,形成无限固溶体的陶瓷主晶相为六方相,微波介电性能优良,但烧结温度偏高;添加助熔剂虽改善了烧结性,但主晶相与加入量及烧结温度有关,微波介电性能随主晶相变化。据此提出了复合改性的设想。

高介电陶瓷材料在油品介电精制方法中的应用

目前对于介电材料的研究与应用一般集中于电子产品及其相关领域，高介电陶瓷材料应用于油品精制领域还是一个新的尝试。首先简要介绍了介电力学精制工艺装置，并重点讨论了介电陶瓷在其中的应用及基本原理，最后选用几种不同介电常数的介电陶瓷材料在装置中进行了实验，实验证明，高介电陶瓷材料对油品有较好的精制效果，并且对于所选用的几种介电材料而言随着介电常数的增加精制效果也提高。

小温度系数、低损耗介电陶瓷的测试研究

研究了小温度系数、低损耗的介电陶瓷在温度性能测试中存在的问题 ,提出了在测试中应注意的事项和正确的测试方法。重点分析了空气中水蒸汽对测试的影响 ,并建立了其物理模型 ,成功解释了测试结果中出现的现象。试验以在实验室研究多年的小温度系数、低损耗 BZN陶瓷为研究对象 。

钛酸锶铋介电陶瓷中复合缺陷的正电子湮没研究

用正电子湮没技术测量了 Bi-Sr-Ti-O 系介电陶瓷的正电子寿命谱.基于正电子理论,对该系样品中的寿命谱参数与材料中的缺陷机构进行了分析.结果表明,在固溶区内,当 Bi 含量较低时,材料中仅存在锶空位;而当 Bi 含量较高时,锶空位(V_(Sr))之间及锶空位(V_(Sr))与杂质 Bi_(Sr)之间可缔合成复合缺陷.另一方面,正电子寿命谱也能反映出 Bi 在 SrTiO_3中替代的固溶限.实验表明,正电子湮没技术是研究掺杂改性的介电陶瓷中微观缺陷机构的有效手段.

SnO_2对锂铌钛系微波介电陶瓷性能的影响

用SnO2作为掺杂剂对LiNb0.6Ti0.5–xSnxO3陶瓷进行改性,研究了SnO2添加量对LiNb0.6Ti0.5O3锂铌钛体系陶瓷的烧结性能,显微结构和微波介电性能的影响。结果表明:随着SnO2添加量的增加,陶瓷体密度和介电常数基本保持不变;而Q·f值随SnO2的加入有所提高,而后随SnO2含量继续增加而快速下降;在1100℃的烧结温度下,当x为0.01时,获得微波介电性能优良的微波陶瓷,其εr为67.8,τf为+4×10–6/℃,Q·f为6780GHz。

添加剂对Ba_(6-3x)Sm_(8+2x)Ti_(18)O_(54)微波介电陶瓷性能的影响

以Ba6-3x（Sm1-yBiy）8＋2xTi18O54（x=2/3）为研究对象，运用均匀设计方法确定实验配方，研究了在不同y值下，不同含量的B2O3和ZnO对该系列陶瓷性能的影响。研究结果表明，添加剂的加入使陶瓷的烧结温度降低了250℃左右，并可以得到介电常数在48～91，介电损耗在（3～9）×10^14之间的陶瓷材料。其中，当y＋0.35，B2O3为1％（质萤分数）时，陶瓷的烧结温度为1150℃，介电常数可达87．2，介电损耗为3×10^-4。在此基础上，利用XRD和SEM检测了材料的物相和断面形貌。

日本微波介电陶瓷的发展现状和趋势

介绍了日本近年来复合钙钛矿型化合物、Pb系钙钛矿型化合物、(Zr,Sn)TiO_3系化合物和BaO-TiO_2系化合物等高介电常数、低损耗微波介电陶瓷的发展现状和趋势。

Bi_(4-x)La_xTi_3O_(12)介电陶瓷的制备及其介电性能的研究

采用固相烧结法制备了不同掺La量、不同烧结工艺的铋层化合物 Bi4-xLaxTi3O12(x=0,0．25,0．5,0．75,1)介电陶瓷。利用宽频LCR数字电桥和XRD、 SEM分析了Bi4-xLaxTi3O12介电陶瓷的晶相和微观结构对其介电性能的影响。研究表明,1050℃烧结温度保温4h的Bi3.5La0．5Ti3O12介电陶瓷,致密性好、晶粒均匀、具有良好的综合介电性能。

BaO－Y_2O_3－TiO_2三元系中富BaO区介电陶瓷的合成与特性

ＢａＯＹ２Ｏ３ＴｉＯ２三元系中富ＢａＯ区介电陶瓷的合成与特性１９９６年６月２１日收到。通讯联系人：陈昂，浙江大学物理系，杭州３１００２７。作者感谢浙江省科技计划项目的资助，并感谢葡萄牙Ａｖｅｉｒｏ大学的支持。陈昂诸葛向彬（浙江大学物理系）韩家平（浙江...