纳米钛酸钡陶瓷的晶体结构

致密的平均尺寸约为30nm钛酸钡陶瓷由压力辅助烧结得到。在变温Raman光谱的基础上,用Rietveld精修方法成功地确定了纳米钛酸钡陶瓷的晶体结构。在室温下,在30nm钛酸钡陶瓷中观测到四方相和正交相的多相共存。这种现象可以用相变产生的内应力来解释。

温度和电场对纳米晶钛酸钡陶瓷铁电性的影响

100nm是介于微米晶和纳米晶之间的重要临界尺寸,研究了平均晶粒尺寸为100nm的钛酸钡(BTO)陶瓷的微结构和铁电性能,分析了测试温度和外加电场对纳米晶钛酸钡陶瓷铁电性的影响。与超细纳米晶BTO陶瓷不同的是,100nm BTO陶瓷主要以四方相形式存在的;介电温谱显示,正交到四方相的相变具有典型的弥散特征,低温时介电损耗<0.02。此外,铁电性能测试表明,100nm BTO陶瓷具有良好的铁电滞后特征,随着电场的增加,能量损耗密度、剩余极化强度和矫顽场均增加;随着温度的升高,陶瓷的铁电性在逐渐减弱,高于居里温度时由铁电相转为顺电相,铁电性消失。实验结果表明,100nm BTO陶瓷的铁电性与测试温度和外加电场有着密切的关系。

纳米晶钛酸钡陶瓷尺寸效应的研究

采用等离子体烧结工艺制备出晶粒尺寸为15～100 nm高密度系列纳米晶钛酸钡陶瓷;原位变温拉曼光谱研究了纳米晶钛酸钡陶瓷微区结构特性。结果表明,纳米晶钛酸钡陶瓷相变区间弥散,呈现多相共存的结构特性;即使钛酸钡陶瓷晶粒小到15 nm,仍然存在与大晶粒钛酸钡陶瓷类似的行为即随温度的降低经历从立方→四方→正交→三方的相转变。

纳米钛酸钡陶瓷铁电性的第一性原理研究

从第一性原理分子动力学的角度对纳米晶钛酸钡陶瓷的铁电性起源和相变进行了研究.基于第一性原理对钛酸钡陶瓷电子结构的计算结果表明,即使晶粒尺寸小到8nm,Ti-O之间仍然存在电子轨道的杂化,而这种杂化对于纳米晶钛酸钡陶瓷铁电性的保持有重要作用;采用密度泛函理论广义梯度近似方法计算了不同晶粒尺寸钛酸钡陶瓷不同晶相的振动模式,计算表明,8nm钛酸钡陶瓷和大晶粒钛酸钡陶瓷一样随温度的降低经历从立方→四方→正交→三方的相转变,和实验结果一致.

纳米晶钛酸钡陶瓷铁电性能和介电性能的温度依赖性(英文)

研究50nm BaTiO3陶瓷的铁电性能、介电性能的温度依赖性,其介温谱和介电损耗谱具有明显的弥散相变特征,当频率为1kHz时计算得到弥散指数γ为1.60。不同温度下的介电常数–电场强度(ε–E)曲线显示,介电异常发生在110～120℃的温度范围内,110℃时的介电可调性为20.2%,介电损耗小于0.02。压电位移曲线计算得到50nm BaTiO3陶瓷的压电系数d33为45pm/V。

纳米晶钛酸钡陶瓷的制备

利用两段式无压烧结和放电等离子体烧结工艺(SPS)分别制备出一系列晶粒尺寸小于100nm的高密度纳米晶钛酸钡陶瓷.通过原位变温拉曼光谱对纳米晶钛酸钡陶瓷进行相结构的分析,结果表明:纳米晶钛酸钡陶瓷和大晶粒钛酸钡陶瓷一样随温度的降低经历从立方→四方→正交→三方的相转变;8nm钛酸钡陶瓷呈现多相共存和相变区间弥散的结构特性.