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)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.

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。

高介电(1–x)Ca_(0.7)Nd_(0.2)TiO_(3-x)Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3陶瓷微波介电特性

采用固相反应法制备了具有钙钛矿结构的(1–x)Ca_(0.7)Nd_(0.2)TiO_(3-x)Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3(0.05≤x≤0.5)陶瓷,并对其烧结行为、相组成、显微结构及微波介电性能进行了研究。结果表明:随着(Ba0.4Sr0.6)2+含量的增加,(1–x)Ca_(0.7)Nd_(0.2)TiO_(3-x)Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3(0.05≤x≤0.5)陶瓷的品质因数(Q·f)及谐振频率温度系数(τf)单调递减,而相对介电常数(εr)先升后小幅降低。当x=0.2,且烧结温度为1 450℃时,该介质陶瓷的微波介电性能为:εr=151.3,Q·f=5 900 GHz,τf=399.4×10–6/℃。与CaTiO_3(εr=160,Q·f=6 800 GHz,τf=850×10–6/℃)相比,Q·f和εr略微降低,τf有较大程度的减少,故此陶瓷体系有望替代CaTiO_3成为新一类高介电性微波陶瓷。

不同施主掺杂对(Sr_(0.3)Ba_(0.7))TiO_3系热敏LPTC电阻率的影响

本文研究了 Nb2 O5、Y2 O3 或 Sb2 O3 不同施主掺杂对 Sr0 .3 Ba0 .7) Ti O3 热敏陶瓷 LPTCR的影响 ,并讨论了不同施主掺杂的不同半导化机理。发现在本实验条件下掺 Nb的 (Sr0 .3 Ba0 .7) Ti O3 热敏陶瓷为缓变形 LPTC,掺 Sb和 Y的 (Sr0 .3 Ba0 .7) Ti O3 热敏陶瓷为突变型 LPTC,且掺 Sb的 LPTC线性度最好 ,线性温区较宽。

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。

MOD法在种子层/Ni-W上制备La_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3薄膜的研究

采用金属有机沉积法(MOD)在双轴织构的Ni-5%(原子分数)W基带上制备了SrTiO3种子层,然后再在种子层上沉积La0.4Sr0.6TiO3薄膜。SEM图像显示种子层颗粒分布均匀,大小基本一致。通过XRD和SEM研究了不同热处理温度对La0.4Sr0.6TiO3薄膜取向和微观形貌的影响,结果显示,在Ar-4%H2气氛下于950℃制备的薄膜取向良好,表面光滑致密,无裂纹和孔洞出现。

MOD法在不同种子层上制备La_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3缓冲层的研究

采用金属有机沉积法(MOD)在双轴织构的Ni-5%W基带上制备了La0.4Sr0.6TiO3,LaTiO3和SrTiO3三种种子层,然后再在种子层上沉积La0.4Sr0.6TiO3薄膜.SEM图像显示种子层颗粒分布均匀,大小基本一致.通过XRD和SEM研究了不同种子层对La0.4Sr0.6TiO3薄膜取向和表面形貌的影响.结果显示,在LaTiO3种子层上Ar-4%H2气氛下950℃制备的薄膜取向良好,表面光滑致密,无裂纹和孔洞出现.

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。

高温PTC陶瓷研究进展

概述了高温ＰＴＣ陶瓷近几年来的研究进展，着重介绍了（Ｂａ、Ｐｂ）ＴｉＯ３高温ＰＴＣ陶瓷体系中Ｐｂ对居里点移动的影响，以及掺杂种类和陶瓷制备工艺等方面的研究进展，简要论述了ＰＴＣＲ的唯象分析理论，展望了高温ＰＴＣ陶瓷的研究前景。

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。

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%。

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。

MnO_2掺杂对Ba_(0．6)Sr_(0．4)TiO_3陶瓷介电调谐性能的影响

采用固相反应法制备了掺杂MnO2的Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷,分析了掺杂MnO2的Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷在直流偏置电场下的介电调谐性能。采用XRD和SEM分析了掺杂MnO2的Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷的相结构和微观彤貌,采用HP4192A分析了掺杂MnO2的Ba0.6Sr0.4TiO3介电-温度特性,采用同惠电子公司的TH2816精密电桥测量了介电可调性。结果表明:随着MnO2含量的增加,Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷的致密度和晶粒尺寸都呈现先增大再降低的现象。介电可调性随着MnO2的加入而降低。但品质因子随着MnO2含量的增加呈现先增加再降低的现象。当MnO2含量为4mol％时达到最大值55．1。

硅基Pt/Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3/Pt电容器不同温度下的漏电机理研究

利用脉冲激光沉积技术在Pt(111)/TiO2/SiO2/Si(001)衬底上生长了厚度约为200 nm的Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)薄膜,构架了Pt/BST/Pt平行板电容器,测量了Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜电容器在不同温度下的漏电流,研究了BST薄膜的结构和性能。结果表明BST薄膜为多晶钙钛矿结构,随着测量温度的降低,漏电流密度也随之降低,但是正负偏压下的J-V曲线并不对称,这主要归因于上下Pt电极与BST的界面热处理不同。通过不同导电机理对漏电流密度拟合发现,在负向偏置电压下,Pt/BST/Pt电容器均基本符合欧姆导电机制;而对于正向偏置电压,在低电压下符合欧姆导电机制,并且符合欧姆导电机制的电压范围在不断扩大,在高电压下符合空间限制电流(SCLC)导电机制。

两步加压法制备高介电调谐率的Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3厚膜

在传统的丝网印刷厚膜制备工艺中增加了两步加压预处理流程,采用这种新方法制备了致密的Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)厚膜,并系统地研究了两步加压法对BST厚膜微结构和介电性能的影响。结果表明,与传统工艺相比,两步加压法可使BST厚膜获得更致密的微结构和更高的介电调谐率。在20℃和10kHz环境下,厚膜的介电常数和介电损耗分别为958和0.013 4,6kV/mm偏场下介电调谐率和优值分别为48.6%和36.3。

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。

溶胶—凝胶法合成Ba_(0．6)Sr_(0．4)TiO_3/MgO及介电性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3/MgO复合粉体,研究了烧结温度和合成工艺对陶瓷样品介电性能的影响。研究结果表明,经650℃热处理即可得到颗粒细小均匀的超细Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3/MgO粉体,平均粒径在200 nm左右。烧结温度对陶瓷样品的介电生能有明显的影响,1300℃烧结的陶瓷样品具有优良的性能。与二步合成工艺相比,一步合成工艺制备的陶瓷样品具有更好的介(?)性能。