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。

施主掺杂对(Sr,Ba,Ca)TiO3基压敏陶瓷结构和性能的影响

采用常规固相法制备了(Sr,Ba,Ca)TiO3基压敏陶瓷.研究了等摩尔量的Y,Nb分别施主掺杂或Y和Nb共掺时对压敏陶瓷结构和性能的影响.结果表明,在其他条件不变的情况下,当Y和Nb等量共掺时,(Sr,Ba,Ca)TiO3基压敏陶瓷可获得较好的电性能:V1mA=12.2V·mm-1,α=13.6,εr=2.8×105,tanδ=0.103.

(Ba，Sr)TiO3半导化陶瓷PTC效应的改善

烧结温度、受主掺杂以及液相添加剂都会改变(Ba,Sr)TiO3陶瓷的PTC效应。结合微观结构变化和理论研究进展,讨论了这3种因素对PTC效应的影响。结果表明,低的烧结温度不利于低的室温电阻率和高的升阻比。高的烧结温度有利于获得高升阻比。MnO2含量的增加和BN的添加,分别从提高有效受主态密度和改善微观结构两方面改善了PTC效应。x(MnO2)由0.04%增加到0.05%,同时x(BN)=2%,在保持室温电阻率几乎不变的情况下,升阻比提高了2.5个数量级,阻温系数从4.0/10-2.℃-1增加到13.8/10-2.℃-1。

(Ba,Pb)TiO3陶瓷的半导化机理及其湿敏特性研究

为了改善感湿性能很差的BaTiO3陶瓷的湿敏特性,通过PbTiO3与BaTiO3复合,制备了表面为无规则网络状结构、内部具有丰富孔洞通道的(Ba,Pb)TiO3陶瓷,在30℃～70℃的温度范围内、RH=12RH%～93RH%之间5个检测点上测试了该材料的阻-湿特性.依照Anderson无序方法分析了陶瓷晶粒的半导化机理,并从表面吸附及能带理论的观点分析了(Ba,Pb)TiO3陶瓷的湿敏特性.理论上指出施主掺杂(Ba,Pb)TiO3陶瓷晶粒的半导化主要是由于晶格B位处于Ti4+和Nbs+的成分无序状态所致;指出(Ba,Pb)TiO3陶瓷属于复杂性系统,其相对湿敏特性由晶粒半导化、表面吸附、晶界势垒等多个因素决定.结果表明其电阻值在12RH%～93RH%的相对湿度范围内变化3个数量级,且湿敏特性曲线在单对数坐标中接近线性.

Mg掺杂对Ba0.7Sr0.3TiO3（BST）热演变及相组成的影响

采用溶胶-凝胶法在醋酸溶液体系中制备了未掺杂和掺Mg的钛酸锶钡的凝胶和粉末。通过DSC-TG考察了Mg掺杂对BsT凝胶热解与晶化过程的影响，XRD分析了Mg掺杂的BST粉末的相组成。结果表明：Mg掺杂强烈影响BST体系的热演变过程，特别是晶化过程，由未掺杂的双相变过程变成单相变过程。随着Mg掺杂量增加，BST相晶化开始温度下降（提前），低于10％的Mg掺杂使晶化反应速度加快。在相同热经历状况下，Mg掺杂BST体系晶化反应充分完全，BST相结晶性良好。随Mg掺入量增多，BST体系中（Ba，Sr）CO3相的量增多，Mg进入晶格是（Ba，Sr）位替代而非Ti位替代。BST晶体（110）晶面间距d随Mg的掺入增大；BsT粉的晶粒大小随Mg的掺入逐渐减小，当Mg掺杂量分数为10％时晶粒最细小。

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。

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。

(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 .

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。

复合施主掺杂对(Ba,Pb)TiO_3系半导体陶瓷的影响

通过固相法制备了施主掺杂的(Ba,Pb)TiO_3半导体陶瓷,研究了掺杂对(Ba,Pb)TiO_3陶瓷的物理性能、显微结构、电畴结构及半导化机理的影响。结果表明,掺加一定量的施主Sb^(3+),Nb^(5+)及复合施主(Sb^(3+),Nb^(5+))均可以实现陶瓷的半导化,而且杂质种类的不同材料的显微结构、电畴结构及半导化机理也存在显著的差别,复合施主掺杂可以进一步降低材料的室温电阻率,并且制得结构致密、高耐压值的(Ba,Pb)TiO_3陶瓷。结合不同施主掺杂对显微结构、电畴结构的影响及缺陷化学理论,对(Ba,Pb)TiO_3陶瓷的半导化机理给出了定性的解释。

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%/℃。

(Ba,Sr)TiO_3铁电薄膜制备技术及其研究进展

(Ba,Sr)TiO3(简称BST)铁电薄膜较传统的铁电材料有高介电常数、高击穿场强、快响应速度、居里温度可调等优点,在DRAM、微波调节器等领域具有广阔的发展前景,是目前国际上新型功能材料研究的热点之一。通过对铁电薄膜及其制备技术研究新进展的综合评述,就BST的微观结构、性能及应用,深入分析BST铁电薄膜主要制备技术的优缺点,指出了目前铁电薄膜及其制备技术研究中应注意的问题。

(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.

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。

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.

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 。

NBT-Ba(NbO3)2无铅压电陶瓷的压电介电性能

采用传统陶瓷制备方法，制备了一种新的（Na1／2Bi1／2）TiO3基无铅压电陶瓷（1-x）（Na1/2Bi1／2）TiO3-xBa（NbO3）2（摩尔分数x=0～1．4％）。X-射线衍射分析表明，所研究的组成均能够形成纯钙钛矿（ABO3）型固溶体。SEM观察结果表明，掺入Ba（NbO3）2促进了长条状晶粒的析出。不同频率下陶瓷材料的介电常数-温度曲线显示该体系材料具有明显的弛豫铁电体特征，且随着Ba（NbO3）x的增加，其弛豫性特征愈明显。检测了不同组成陶瓷的压电性能，发现材料的压电常数d33和平面机电耦合系数女。随着x值的增加先增加后降低，在x=0．6％时，陶瓷的d33=94pC／N，kp=0．171，为所研究组成中的最大值，介电损耗tanδ则随x值的增加而增加。

(Ba_(1-x)Pb_x)TiO_3纳米粉料合成的研究

以硝酸钡 ,硝酸铅 ,钛酸丁酯和草酸为原料 ,采用化学共沉淀法成功地制备了 (Ba1 xPbx)TiO3(X =0 1、0 2 ......,1 0 )系列纳米粉料 ,并通过XRD、FTIR、DTA等方法对纳米粉料的结构进行了表征。用SEM对粉料做了显微分析 ,粉料粒径约为 50nm左右 ,颗粒呈球形或椭球形 ,分散性好。

稀土氧化物在(Ba,Sr)TiO_3基陶瓷材料中的应用

综述了稀土氧化物在各种用途的（Ba,Sr）TiO3基陶瓷中的掺杂改性和应用现状,详细讨论了稀土氧化物掺杂改性作用机理,分析了该领域应用研究的发展方向,为稀土氧化物掺杂改性（Ba,Sr）TiO3基陶瓷提供理论依据。

(Ba,Pb)TiO_3铁电薄膜的制备及其光学性质研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)技术在(100)Si及石英衬底上制备了Ba0.95Pb0.05TiO3(BPT)铁电薄膜。利用X射线衍射(XRD)、原子力显微术(AFM)对薄膜的物相结构、结晶性和表面形貌进行表征,结果表明晶化完整的BPT薄膜呈多晶钙钛矿结构,薄膜表面均匀致密.用紫外-可见分光光度计在190～1000nm波长范围内,测量了不同温度退火的BPT薄膜的光学透射率,并通过透射光谱计算了薄膜折射率和消光系数的色散关系.