铌掺杂钛酸钡的制备及性能研究

采用熔盐法制备掺杂Nb_(2)O_(5)的BaTiO_(3)粉体及陶瓷并对产物进行表征与性能分析,探究了不同烧结温度、不同熔盐比、不同掺杂(Nb_(2)O_(5))物质的量下掺杂Nb_(2)O_(5)的BaTiO_(3)粉体,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)等设备分析掺杂Nb_(2)O_(5)的BaTiO_(3)粉体相结构、微观相貌及拉曼分析,并探究掺杂Nb_(2)O_(5)对于BaTiO_(3)陶瓷铁电性及介电性的影响。结果表明,当烧结温度为1000℃、熔盐比为nNa Cl∶nKCl=5∶5、掺杂Nb_(2)O_(5)物质的量为0.10mol时,制备出的BaTiO_(3)陶瓷性能最优,此时,陶瓷样品的铁电性能达到最优,矫顽场(E_(c))约为1.4385kV·cm^(-1),剩余极化强度(Pr)约为0.1415μC·cm^(-2);低频下介电常数变化不尽相同,即随着温度的升高,其先增大后减小、最后出现再次增大的趋势。

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。

蒸汽掺杂-一种新的钛酸钡基PTCR陶瓷的掺杂方法

晶界效应是陶瓷材料所固有的特性．利用某些氧化物在高温下具有较高的蒸汽压，在烧成过程对陶瓷材料进行掺杂改性，可以有效地控制晶界行为，改善材料性能．钛酸钡基半导化陶瓷中存在的PTCR效应；是一种典型的晶界效应．利用Sb2O3、Bi2O3蒸汽掺杂的钛酸钡基PTCR材料，晶粒细小、均匀致密、升阻比可以做到大于8个数量级．因而，蒸汽掺杂是一种新型高效的掺杂方法．

不同稀土元素掺杂对钛酸钡陶瓷导电性的影响

采用溶胶－凝胶法制备了１４种稀土掺杂的ＢａＴｉＯ３超细粉体（ＲＥ＝Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂ，Ｌｕ），用一般陶瓷工艺将这些超细粉体分别烧成了１４种稀土掺杂的ＢａＴｉＯ３陶瓷，测得了这些陶瓷体的电阻率并对Ｅｕ和Ｙｂ掺杂的Ｂａ－ＴｉＯ３陶瓷成为绝缘体的原因进行了初步讨论。

磷掺杂钛酸钡陶瓷烧结过程及介电性能的研究

本文研究了掺杂微量元素磷对钛酸钡陶瓷烧结过程、结构及介电性能的影响。在湿化学法合成的高纯钛酸钡超细粉中，加入0．4atm％的二异丙基亚磷酸酯（P2O5的质量分数为0．14％），不加粘合剂直接压片成型，于1150－1350℃条件下无压烧结。用SEM，TMA，XRD及低频阻抗分析仪，测试样品的烧结性能、微观形貌、晶体结构和介电性能。结果表明：由于磷的加入，晶粒边界形成BaO-TiO2-P2O5三元系液相烧结，在较长的温度下即形成致密的陶瓷，1200℃保温2h的样品致密度达到理论密度的96％：1150～1200℃烧成的陶瓷，其室温介电常数高达6100－5500；居里温度随烧结温度的降低略有下降。因此，微量磷元素的掺杂有助于改善钛酸钡陶瓷的烧结过程和提高介电性能。

锆元素不同掺杂方式对钛酸钡陶瓷介电性能的影响

研究了锆元素不同掺杂方式对钛酸钡陶瓷介电性能的影响。采用固相法制备出掺杂比例为1mol%的ZrO2-BaO和ZrO2两种掺杂方式的钛酸钡陶瓷样品,对其进行多方面的表征。实验结果表明,ZrO2-BaO掺杂与ZrO2掺杂的钛酸钡晶格常数、介电性能会发生不同的变化,这是由锆元素不同掺杂情况对钛酸钡的作用机制不同所引起的。

掺杂钛锡酸钡基陶瓷的制备及电性能研究

采用固相合成工艺制备了Li-Al(简称LA)掺杂Ba1-x(LA)x(Ti_(0.91)Sn_(0.09))O_(3)-0.6%MnO_(2)陶瓷,研究了LA掺杂量对钛锡酸钡基陶瓷物相组成、相对密度、晶粒尺寸、介电性能和压电性能的影响。结果表明,LA掺杂钛锡酸钡基陶瓷都为ABO3型钙钛矿结构,(022)和(200)晶面的衍射峰会随着掺杂量增加而逐渐右偏移;随着掺杂量x从0增加至2.5%,LA掺杂钛锡酸钡基陶瓷的相对密度先增后减,在x=0.5%时取得最大值(93.7%)。相同频率下LA掺杂钛锡酸钡基陶瓷的介电常数从大至小顺序为:0.5%>1.0%>0>1.5%>2.0%>2.5%;LA掺杂量为0.5%时钛锡酸钡基陶瓷的介电常数最高。随着LA掺杂量从0增加至2.5%,压电系数d33、平面机电耦合系数Kp和相位角θmax都表现为先增后减趋势,在x=0.5%时取得最大值。x=0~1.0%时LA掺杂钛锡酸钡基陶瓷具有较好的压电温度稳定性和较高的退极化温度。钛锡酸钡基陶瓷中适宜LA掺杂量为0.5%。

镁掺杂钛酸钡陶瓷纤维的制备与表征

采用Sol-Gel法制备了镁掺杂钛酸钡陶瓷纤维,应用热分析、X射线粉末衍射、红外和扫描电子显微镜等技术对凝胶和纤维进行了研究。发现当镁的掺杂量为0.10,0.15,0.20,0.25时溶胶具有可纺性,掺杂量为0.30不能形成稳定溶胶,没有可纺性。煅烧温度不同时其结晶性能不同,随着煅烧温度的升高,衍射峰逐渐增强,峰形越来越尖锐,说明结晶趋于完好。实验中还发现,煅烧时间及升温速率对纤维的表面形貌具有很大的影响,在1 000℃煅烧60 min,升温速率为2℃/min时,得到表面形貌良好的陶瓷纤维。

钽掺杂对钛酸钡基陶瓷介电性能影响的研究

研究了微量钽掺杂对钛酸钡基陶瓷介电常数、介电损耗以及温度稳定性等介电性能的影响。利用XRD、SEM等现代分析手段分析了材料的显微结构 ,分析了显微结构与材料介电性能的关系 。

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。

氧化镉掺杂对钛酸钡基陶瓷材料改性

对ＢａＴｉＯ３－ＺｎＮｂ２Ｏ６－ＣｄＯ系陶瓷介质材料的介电性质进行了研究，并对ＢａＴｉＯ３，ＢａＴｉＯ３－ＺｎＮｂ２Ｏ６，ＢａＴｉＯ３－ＺｎＮｂ２Ｏ６－ＣｄＯ三种材料介电常数，温度稳定性，介电损耗，显微结构进行了比较，得出结论是ＢａＴｉＯ３－ＺｎＮｂ２Ｏ６－ＣｄＯ系陶瓷材料，介电常数高，损耗小，介电常数随温度变化小。

锶锆共掺杂对钛酸钡陶瓷结构和介电性质的影响

采用固相反应法制备了(Ba0.85Sr0.15)(Ti1-xZrx)O3(x=0.10,0.15,0.20,0.25)陶瓷.通过X射线粉末衍射、介电温谱测试和电子顺磁共振技术对其进行了结构表征、介电性能评价和杂质定性检测.结果表明:(Ba0.85Sr0.15)(Ti1-xZrx)O3陶瓷显示平均立方钙钛矿结构,随着Zr掺杂量的增加,晶格常数和单胞体积线性增加;介电居里峰以-5.6℃的速率向低温线性移动,(Ba0.85Sr0.15)(Ti0.8Zr0.2)O3陶瓷的介电峰值超过8 000,并发生在室温附近,扩散系数γ=1.90,材料实现Y5V介电指标;除Sr/Zr双位替代效应导致介电峰更加扩散外,Fe和Mn杂质在Ti位的存在也是实现Y5V介电指标的主要原因之一.

钛酸钡基陶瓷材料晶界掺杂与PTCR效应

“晶界掺杂”是一个全新的概念，它针对的是陶瓷晶界。在钛酸钡材料中，晶界掺杂能明显地改变ＰＴＣＲ效应。在晶界上，施主杂质同某些受主杂质一样，也可以明显提高材料的ＰＴＣＲ效应。通过晶界掺杂引入的Ｐｂ２＋则对ＰＴＣＲ效应有明显的损害。

CaTiSiO_5掺杂对钛酸钡锶陶瓷介电性能的影响

采用传统固相烧结法,利用X-射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）等方法系统研究了CaTiSiO5掺杂量对（Ba,Sr）TiO3（barium strontium titanate,BST）基电容器陶瓷介电性能和微观结构的影响。结果表明：CaTiSiO5掺杂的BST陶瓷材料的介电损耗都比较小,但是对材料居里峰的移动和展宽效应都明显。随着CaTiSiO5掺杂量的增加,BST陶瓷的介电常数（εr）先增大然后减小,介电损耗（tanδ）先增大然后减小,变化不大,交流耐压强度（Eb）先增大然后减小,容温变化率先减小然后增大。当掺杂CaTiSiO5质量分数为0.8%时,BST陶瓷的综合介电性能较好：介电常数（εr）=2540,介电损耗（tanδ）=0.0036,耐压强度（Eb）=5.6 kV/mm（AC）,在-30-85℃温度范围内,容温变化率为-18.9%-20.6%,容温特性符合Y5S特性。

稀土掺杂钛酸钡系电子陶瓷的交流阻抗谱研究

用溶胶凝胶法制备了镧、铈、镨和钍等稀土掺杂的钛酸钡粉体,用传统制陶方法将粉体压片、烧陶、被银,用交流阻抗谱法测试其电学性质.通过对稀土掺杂钛酸钡系陶瓷的阻抗谱的拟和分析,找出了表征介电性能从绝缘体过渡到半导体的四个不同的等效电路,对稀土掺杂钛酸钡陶瓷的晶界电阻、晶粒电阻和极化能力由于不同含量、不同稀土元素的掺入而引起的变化做了系统分析.

钙掺杂钛酸钡陶瓷纤维的研究

采用溶胶-凝胶法,以醋酸钡、醋酸钙和钛酸丁酯为原料,冰醋酸为催化剂,制备了钙掺杂钛酸钡陶瓷纤维。发现当钙的掺杂量物质的量分数为0.05,0.10,0.15,0.20,0.25时溶胶具有可纺性,掺杂量物质的量分数为0.30,0.35时能形成溶胶,但溶胶不具有可纺性,掺钙量物质的量分数为0.40时不能形成溶胶。应用热分析、X射线粉末衍射、红外和扫描电子显微镜等技术对凝胶和纤维进行了较系统地研究。在1 000℃煅烧60min,升温速率为2℃/min时,得到表面形貌良好的陶瓷纤维。

铌钴共掺杂钛酸钡陶瓷的介电温度稳定性的研究

采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(RS)、原子力显微镜(AFM)以及介电温谱(DTC)研究BaTiO3-xNb2O5-0.005Co2O3(x=0.02,0.04,0.08)系统中Nb含量变化对陶瓷的结构及介电温度稳定性的影响.结果表明:增加Nb含量将增强介电陶瓷的温度稳定性,但介电常数降低.Nb含量在4%以上时NC陶瓷满足X7R介电指标.

受主掺杂对钛酸钡基PTC陶瓷的影响

受主掺杂能有效提高钛酸钡基PTC陶瓷材料的晶界势垒高度,适量的受主掺杂能明显增大材料升阻比,本文对钛酸钡基PTC陶瓷受主掺杂物的种类、掺杂量、掺杂形态和掺杂方式等方面进行了论述,讨论了受主掺杂各方面因素对材料PTC性能的影响。

Zr与稀土Nd复合掺杂对钛酸钡陶瓷结构及介电性能的影响

在1 270℃的烧结温度下,采用固相反应法对BaTiO3粉体进行Nd2O3和ZrO2双施主复合掺杂,合成(Ba0.98Nd0.02)(Ti1–xZrx)O3(BTNZ)陶瓷,研究了Zr掺杂量对BTNZ陶瓷的显微结构及介电性能的影响。结果表明:随着Zr掺杂量的增加,BTNZ陶瓷的介电峰移向室温;加入适量的Zr离子替代BaTiO3中的Ti离子能很好地改善BTNZ陶瓷的介电性能,当Zr掺杂量为x=0.01时,BTNZ陶瓷的相对介电常数可达7 200。