衬底材料对Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜介电性能的影响

采用脉冲激光沉积系统分别在LaAlO_3(001)和MgO(001)衬底上沉积了Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3(BST)薄膜,以Pt做电极分别构架了Pt/BST/MgO和Pt/BST/LaAlO_3叉指电容器。利用X射线衍射仪、原子力显微镜和Aglient E4980LCR表分别对两种薄膜的结构、表面形貌和介电特性进行表征。研究发现:两种衬底都可以实现BST(001)薄膜的外延生长,MgO和LaAlO_3衬底上BST薄膜的晶粒尺寸分别为52 nm和42 nm。在室温40 V偏置电压下,Pt/BST/MgO和Pt/BST/LaAlO_3的调谐率分别为39.68%和29.55%,最低损耗分别为0.029和0.053。这说明衬底材料的晶格常数不同,最终导致了BST薄膜介电性能的不同。

B2O3-CuO复相掺杂对Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷低温烧结及性能的影响

采用溶胶凝胶法制备了B2O3-CuO复相掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)的陶瓷样品。通过差热分析(DTA)研究了纯Ba0.6Sr0.4TiO3干凝胶煅烧过程中的反应过程;利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了B2O3-CuO复相掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷的物相组成和微观结构;探讨了掺杂2%6B2O3-4CuO对Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷致密度和烧结温度的影响。最后利用TH2818型自动元件分析仪系统地分析了掺杂不同配比、不同含量B2O3-CuO对Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷材料介电性能的影响,得到了B2O3-CuO复相掺杂影响其性能的规律,即随着B2O3-CuO加入量的增加材料的介电常数和介电损耗开始增大随后减少。

CeO2缓冲层对蓝宝石基Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜结构和介电性能的影响

利用磁控溅射法制备Ce O_2缓冲层,通过脉冲激光沉积法制备Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3(BST)薄膜,在Al_2O_3(11—02)蓝宝石基片上构架了Pt/BST/Ce O_2/Al_2O_3和Pt/BST/Al_2O_3叉指电容器,对比研究了Ce O_2缓冲层对BST薄膜结构和叉指电容器介电性能的影响。通过X射线衍射仪、原子力显微镜和LCR表分别对叉指电容器的结构、表面形貌和介电性能进行了表征。实验发现,直接沉积在蓝宝石上的BST薄膜为多晶结构,生长在Ce O_2缓冲层上的BST为(001)取向的高质量外延薄膜。生长在Ce O_2缓冲层上的BST薄膜相对于没有缓冲层的BST薄膜具有更小的晶粒和均方根粗糙度。在40 V偏置电压下,Pt/BST/Al_2O_3和Pt/BST/Ce O_2/Al_2O_3叉指电容器的调谐率分别是13.2%和25.8%;最小介电损耗为0.021和0.014。结果表明Ce O_2缓冲层对生长在蓝宝石基片上的BST薄膜结构和介电性能具有重要影响。

FeNi/Ba0.6Sr0.4TiO3核壳纳米结构的制备及低频吸波机理研究

采用溶胶凝胶法制备了Ba0.6Sr0.4TiO3粉末,并采用球磨方法将Ba0.6Sr0.4TiO3与FeNi合金微粉进行包覆,成功制备了3种不同Ba0.6Sr0.4TiO3粉末添加量的FeNi/Ba0.6Sr0.4TiO3核壳结构粉体。采用SEM、XRD等技术分析了Ba0.6Sr0.4TiO3加入前后FeNi合金微粉的形态、组成,利用矢量网络分析仪测量了FeNi以及FeNi/Ba0.6Sr0.4TiO3复合材料的电磁参数。结果表明,成功制备了不规则颗粒状Ba0.6Sr0.4TiO3粉末,Ba0.6Sr0.4TiO3粉末大部分包覆于片状FeNi合金微粉表面,且随着Ba0.6Sr0.4TiO3粉末添加量的增加,包覆层厚度逐渐增大,FeNi合金片形态逐渐模糊。Ba0.6Sr0.4TiO3粉末包覆层有效降低了FeNi合金微粉的介电常数虚部,提高了其低频波段的阻抗匹配性能,实现铁电和铁磁双性材料的复合吸波效果,改善了低频吸波性能。利用1/4波长干涉相消理论对反射损耗峰频率与电磁参数关系进行了分析,并结合界面反射模型及材料阻抗匹配对反射损耗峰强度变化进行了分析。

添加锂烧结助剂的Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷的低温烧结与介电性能

采用柠檬酸盐法合成名义组成为Ba0.6Sr0.4TiO3+x%Li2O(x=0.2~0.8)的超细粉体,在900℃的烧结温度下制备出致密的陶瓷样品,研究了锂添加剂对陶瓷样品结构和介电性能的影响。结果表明,过渡液相烧结是陶瓷样品的低温烧结致密化的主要机制,添加的锂离子固溶进入Ba0.6Sr0.4TiO3晶格的八面体位置,陶瓷样品的非线性介电性能与锂烧结助剂的含量相关,x=0.4时陶瓷样品的综合介电性能达到最优。在零偏压和10 kHz的条件下,该陶瓷样品的介电常数和介电损耗分别为3240和0.34%;在偏置电场为20 kV/cm和10 kHz的条件下,其可调性为34%,优质系数达到100。

Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3/PANI的制备及吸波性能研究

采用超声场下原位聚合法制备了Ba0.6Sr0.4-TiO3/PANI复合材料。其结构、形貌和电磁性能分别采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和HP8510网络矢量分析仪进行了研究。结果表明,HCl掺杂后的PANI是部分结晶的。Ba0.6Sr0.4TiO3与PANI分子链之间存在某些相互作用。与PANI相比,在8.2～12GHz频率范围内,Ba0.6Sr0.4TiO3/PA-NI复合物的ε′值和ε″值均较大。在9.8～12.4GHz的频率范围内,Ba0.6Sr0.4TiO3/PANI复合物的tanδε值大于PANI的tanδε值。Ba0.6Sr0.4TiO3/PANI复合材料具有较好的微波吸收性能,最大损耗为-14dB,-10dB带宽超过了5GHz。

MgO-Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3复合粉体的制备

采用液相包覆法制备了MgO包覆的Ba0．6Sr0．4TiO3复合粉体。利用扫描电镜（SEM）和TEM观测了复合粉体前驱体的表面形貌，并用能谱仪（EDS）对前驱体表面进行了微区成分分析。在600℃煅烧合成了MgO包覆的Ba0．6Sr0．4TiO3（BSTO）复合粉体。液相包覆法制备的MgO-BSTO复合粉体包覆层较均匀，厚约为10～100nm。实验开创了制备纳米MgO包覆BSTO颗粒制备复合粉体的一种全新工艺。

Bi掺杂Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3陶瓷的研究

本文采用传统的陶瓷工艺合成了Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷,研究了Bi掺杂对材料参数ε、tanδ和E的影响,并探讨了相关的掺杂改性机理。结果表明:适量的Bi能够改善陶瓷的介电性能,同时细化陶瓷的晶粒尺寸。

BST-BT_(4/13)复合陶瓷介电调谐性能的研究

通过固相反应法制备了高介电相含量和高温度稳定性的介电可调Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3-Ba_4Ti_(13)O_(30)(BSTBT_(4/13))复合陶瓷,研究了介电相BT_(4/13)含量和烧结温度对其显微结构、介电性能和调谐性能的影响。结果表明,BT_(4/13)含量的增加有利于BST-BT_(4/13)复合陶瓷烧结性能的提高、介电常数的下降及其温度稳定性的增强,但会降低其调谐率。随着烧结温度的升高BST-BT_(4/13)复合陶瓷的介电常数增大。当BT_(4/13)相的体积分数高达92%时,BSTBT_(4/13)复合陶瓷在20～160℃内具有优异的温度稳定性及其介电常数在20～65℃之间几乎不变,且表现出明显的介电非线性,在10kV/cm的直流偏置场强下调谐率仍可达1%。

中温固体氧化物燃料电池阴极材料Ln_(0.6)Sr_(0.4)Fe_(1-χ)Co_χO_(3-δ)的合成和性能表征

采用固相反应法合成了中温固体氧化物燃料电池阴极材料Ln0.6Sr0.4Fe1-χCoχO3-σ（Ln=La,Pr;Nd,Sm和Gd）粉体.对其进行结晶学表征,分析氧含量和失重与温度的关系,并研究了其电导率随温度的变化规律及其与Ce0.8Gd0.2O1.9（CGO）电解质的化学相容性.实验表明,600～800℃;所有样品的电导率均高于100S/cm,其中Nd0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-σ的电导率高达600S/cm,并且与CGO电解质都具有良好的化学相容性.

Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3-Li_2O陶瓷的结构、性能及其在偏置电场下的极化响应

采用柠檬酸盐法制备名义组成为Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3+x%Li_2O(x=0、0.2、0.4、0.6、0.8)的陶瓷材料,研究在低温烧结条件下Li_2O含量对所制陶瓷材料的结构和介电性能的影响,并分析在偏置电场下所制陶瓷材料的介电响应及其内部极化行为。结果表明,室温下Li_2O固溶进入Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3晶格后,引起钙钛矿结构晶体的(200)晶面衍射峰的偏移和材料铁电-顺电相变温度的降低;处于顺电相的陶瓷材料中存在极性微区(PNRs),其对材料的非线性介电性能产生一定的贡献;添加较低含量的Li_2O(w(Li_2O)≤0.6%),陶瓷材料的PNRs尺寸和极化强度变化不明显,而Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3+0.8%Li_2O的PNRs尺寸和极化强度发生了明显的变化。

Ba0.4Sr0.6Co1-xFexO3-δ系阴极材料的制备和表征

采用甘氨酸-硝酸盐(GNP)法合成了中温固体氧化物燃料电池阴极材料Ba_0.4Sr_0.6Co_(1-x)Fe_xO_(3-δ)(x=0.0～0.8)系列粉体。利用XRD和SEM对材料的结构和微观形貌进行分析,用直流四端子法测量了烧结陶瓷体在中温(450～800℃)范围内的电导率。结果表明,制备的样品为单一钙钛矿相,随着Fe含量增加,XRD衍射峰值向高角度方向稍有偏移。电导率随着温度及Fe含量的变化出现极大值,在x<0.2时,Ba_0.4Sr_0.6Co_(1-x)Fe_xO_(3-δ)系列烧结体在中温(450～800℃)区的电导率,随Fe掺入量的增大而增大,x=0.2样品的电导率最高,800℃时达244.7S·cm^-1,远超过文献报道值,进一步增大Fe含量导电性能变差。

La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(1-y)Fe_yO_3钙矿复合氧化物的结构与电学性能

采用固相反应法合成出La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(1-y)Fe_yO_3体系复合氧化物样品,XRD分析结果证实不同Co/Fe比例的样品中均形成菱形六面体钙钛矿结构,采用固相烧结法制备出致密的La_(0.6)Sr(0.4)Co_(1-y)Fe_yO_3体系陶瓷。研究结果表明,在室温到900℃温度范围内La_(0.6)Sr_(0.4)CoO_3(y=0)的电导率随温度的增加而单调降低,其它Co/Fe比例样品的电导率随着温度的增加出现最大值,电导率达到最大值的温度随Co/Fe比例的降低而提高。在低温段,La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(1-y)Fe_yO_3体系的导电行为符合小极子导电机制,导电活化能随Co/Fe比例的降低而增加。

La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_3钙钛矿复合氧化物的柠檬酸盐法合成与导电性能

采用柠檬酸盐法合成出La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3钙钛矿复合氧化物超细粉料,考查了各种影响溶胶与凝胶的形成以及合成粉料晶体结构与颗粒形态的因素,并确定了最佳的合成条件。研究了烧成温度对La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3电导率的影响,发现1200℃是最合适的烧成温度。研究结果表明,在室温～900℃范围内,样品的电导率在600℃附近出现峰值(～103S·cm-1),在低温段样品的导电行为符合小极化子导电机制,不同烧成温度的样品的导电活化能基本一致(5.31～5.79kJ·mol-1)。与常规固相合成法相比,柠檬酸盐法合成的La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3具有更高的烧结活性和电导率。

Pr_(0.6)Sr_(0.4)FeO_(3-δ)钙钛矿结构材料的制备与表征

用甘氨酸-硝酸盐(GNP),Pechini,柠檬酸-硝酸盐(CNP)以及尿素-硝酸盐法(UNP)制备了Pr0.6Sr0.4FeO3-δ复合氧化物粉体,通过电感耦合等离子发射光谱(ICP),比表面积测试(BET),粒度分布、热重-差热分析(TG-DTA),傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)等手段对产物进行了分析和表征。结果表明:4种方法合成的粉体组成与Pr0.6Sr0.4FeO3-δ化学计量比一致;比表面积在9-27 m2.g-1之间,粒度范围35-110 nm,CNP法所得粉体的比表面积最大,UNP法最小;XRD结果证实,Pechini法制备的干凝胶粉在600℃下焙烧即可形成立方结构的钙钛矿相产物;FT-IR结果表明,GNP,CNP及UNP工艺合成的初级粉体中产物物相已基本形成;热分析结果预示,初级产物在1000℃下煅烧,均形成钙钛矿结构的单相固溶体。

Ba_(0.65)Sr_(0.35)TiO_3陶瓷材料的制备及介电特性研究

采用溶胶-凝胶工艺制备了Ba0.65Sr0.35TiO3粉体,并利用微波烧结技术对粉体进行了合成和烧结,研究分析了样品的介电特性,并与传统制备工艺获得的样品进行了性能比较.实验结果表明,获得的Ba0.65Sr0.35TiO3粉体颗粒较细,其合成温度和烧结成瓷温度都较传统工艺有大幅度降低,分别为900和1310℃;可以获得晶粒尺寸在1μm以内的陶瓷;随晶粒的减小,材料的相对介电常数变化不大,而介电损耗大大降低.

La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(1-y)Fe_yO_3的混合导电性研究

采用直流四探针法和两端子电子阻塞电极交流阻抗谱研究了GNP法制备La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3陶瓷的电子-离子混合导电性能.在室温-900℃范围内,La0.6Sr0.4CoO3的电子电导率随温度的升高而单调降低,其它样品的电子电导率随温度的升高在600℃附近达到最大值.La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3陶瓷的氧离子电导率随温度的升高而增加.在相同温度下,随着Co／Fe比例的增加,La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3陶瓷的电子电导率和氧离子电导率增加,电子导电活化能和离子导电活化能降低.氧离子迁移数随温度的升高而增加,随Co／Fe比例的增加而降低。

La_(0.6)M_(0.4)Fe_(0.8)Cr_(0.2)O_(3-δ)(M=Ca、Sr、Ba)的制备表征及电性能

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)制备了纳米尺寸的La0.6M0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(M=Ca、Sr、Ba)系列粉体.BET测试表明,合成粉体的比表面积>20m2·g-1;XRD结果显示,GNP法合成粉体在燃烧阶段物相已初步形成,La0.6Ca0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LCFC)初粉经850℃热处理2h即转变为简单立方钙钛矿结构的纯相产物,1100℃下烧结体的相对密度即达95%,La0,6Sr0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LSFC)、La0.6Ba0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LBFC)初粉为双相结构,两者在低温段的烧结活性较LCFC差,1300℃以上相对密度接近95%.四端子法电导测试表明,掺杂样品的电导率较LaFeO3高2个数量级以上,700℃以下三者的电导率随温度的变化符合小极化子导电机理;800℃下LCFC的电导率>50S·cm-1,预示其可能成为IT-SOFC有实际应用前景的阴极材料.

化学溶液法制备的Ba_(0.9)Sr_(0.1)TiO_3薄膜的结构及光学特性研究

采用高度稀释的前驱体溶液在LaNiO3 (LNO)薄膜上沉积了Ba0 .9Sr0 .1TiO3 (BST)薄膜 .X 射线衍射分析表明BST薄膜呈高度的 (10 0 )择优取向 .原子力显微镜测量发现制备的BST薄膜具有大的晶粒尺寸 80～ 2 0 0nm .用椭偏光谱仪测量了光子能量为 0 .7～ 3.4eV范围内BST薄膜的椭偏光谱 ,用Cauchy模型描述BST薄膜的光学性质 ,获得了BST薄膜的光学常数谱和禁带宽度Eg=3.36eV .

Sr_(0.4)Ba_(0.6)Nb_2O_6物相形成过程的XRD分析

采用X射线衍射技术（Guinier-Hagg相机）分析了Sr0.4Ba0.6Nb2O6（SBN40）原始混合粉料经不同温度煅烧后的相组成,并利用PIRUM程序对不同反应温度下形成铌酸锶钡相的晶胞尺寸进行了计算.结果表明:在Sr0.4Ba0.6Nb2O6的形成过程中将出现中间相Na5Nb4O15、Sr5Nb4O15、SrNb2O6与BaNb2O6,而SrNb2O6与BaNb2O6最终反应生成铌酸锶钡.反应生成的铌酸锶钡的晶胞参数随反应温度的升高而变小.依据这些实验结果,文中提出了Sr0.4Ba0.6Nb2O6相的形成机制.