掺杂Y^(3+),Dy^(3+)的BaTi_(0.91)Sn_(0.09)O_3陶瓷系统介电性能研究

研究了BaTiO3 BaSnO3 系陶瓷电容器瓷料中掺杂稀土氧化物Y2 O3 和Dy2 O3 及不同掺杂方式对材料介电性能的影响。初步制得有高介电常数、低温度变化率的高压陶瓷电容器瓷料 ,应用X 射线衍射对样品进行微观结构分析 。

0.91Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3)O_3-0.09PbTi0_3的析晶行为及助溶剂法生长

研究了0.91Pb(znl/3Nb2/3)O3-0.09PbTiO3(PZNT91/9,摩尔分数)在不同组分和配比熔盐中的析晶行为及其对晶体生长的影响。发现B2O3,PbF2等助溶剂不利于钙钛矿相的析出;而BaTiO3-PbO复合体系虽然能够促进钙钛矿相析出,但晶体析出量很少;只有适当比例的。PbO助溶剂比较适合于生长具有铁电性的钙钛矿相PZNT91/9单晶。助溶剂法生长的工艺参数为:溶质与PbO助溶剂的摩尔比为l:l,泡料温度1 150-1 200℃,泡料时间10 h,晶体生长时降温速度0.8-2℃/h,当温度降到900℃时停止生长,以50℃/h快速冷却至室温。所得晶体为琥珀色,最大尺寸达φ30 mm×15 mm,其压电系数和机电偶合系数分别为2000 pc/N和0.92。

Ba(Ti_(0.91)Zr_(0.09))_(0.99)Al_(0.01)O_3陶瓷的介电弛豫特性

采用固相反应法制备了Ba1-xBix(Ti0.91Zr0.09)0.99Al0.01O3陶瓷,借助XRD、Agilent4284A、ZT-I电滞回线测量仪,研究了Bi3+和Al3+共掺杂后对陶瓷的相结构和介电特性的影响。研究结果表明,掺杂后Ba(Ti0.91Zr0.09)0.99Al0.01O3陶瓷的体积密度在x=0.03时,可达5.859 g/cm3,XRD结果显示,在x≤0.01时,衍射峰具有单一的四方BaTiO3结构,观察介电温谱(-30℃≤T≤130℃,10-1kHz≤f≤103kHz,其中f为频率)可发现陶瓷从正常铁电体转变成弛豫铁电体,电滞回线显示矫顽场(Ec)和剩余极化强度(Pr)小,即Ec=0.93 kV/cm,Pr=2.63μC/cm2。

Ba(Ti_(0.91)Zr_(0.09))_(1-3x/2)Mo_xO_3铁电陶瓷的相变弥散

采用固相反应法制备了MoO3施主掺杂的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷,借助Agilent4284A、ZT—I电滞回线和d33测量仪,研究了MoO3含量对Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷介电性能的影响。结果表明:掺杂MoO3能降低Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷的烧结温度。当x(MoO3)为0.05时,ρv达到最佳值5.682g·cm–3;tanδ最小为0.0157;εr为2510,相变温度向高温方向移动。在所研究的组分范围内,样品表现出扩散相变铁电体的特征,但未观察到典型的介电弛豫行为。

液相烧结对Ba(Ti_(0.91)Zr_(0.09))O_3陶瓷介电性能的影响

采用固相反应法制备了添加1wt%CuO-BaO混合物的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3铁电陶瓷,借助XRD、SEM、Agilent4284测试仪,讨论了加入CuO-BaO混合物对Ba(Ti0.91Zr0.09)O3铁电陶瓷的烧结温度、相结构、显微组织及介电性能的影响。结果表明:添加1wt%CuO-BaO混合物,能有效降低Ba(Ti0.91Zr0.09)O3的烧结温度,室温介电常数高,介电损耗小。在1MHZ下εr=3 150,tgδ=0.06,并且伴有介电弛豫现象。

CuO掺杂对Ba(Ti_(0.91)Zr_(0.09))O_3陶瓷介电性能的影响

采用固相反应法制备了CuO掺杂的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷,借助XRD、SEM、Agilent4284A测试仪,研究了CuO掺杂对Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷的结构及介电性能的影响。结果表明,CuO具有细化陶瓷晶粒的作用。随着CuO掺杂量的增加,Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷的斜方-四方相变峰出现介电弛豫现象,相变点处的介电常数增加,并且居里峰出现相变弥散现象。当w(CuO)=0.38%时,斜方-四方相变峰的弛豫程度最大。

CuO-BaO掺杂对Ba(Ti_(0.91)Zr_(0.09))O_3介电性能的影响

采用固相反应法制备了添加1%(质量分数)CuO-BaO混合物的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3铁电陶瓷,研究了r(Cu∶Ba)对Ba(Ti0.91Zr0.09)O3铁电陶瓷烧结特性及介电性能的影响。结果表明:随着r(Cu∶Ba)的增加,Cu开始进入晶格,Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷的密度先增加后减小,r(Cu∶Ba)为1.5时,ρ达最大值5.85g/cm3,斜方-四方相变峰出现介电弛豫现象,居里温度向低温方向移动,电滞回线呈现典型弛豫型铁电体的特征。

氧化物掺杂Ba(Ti_(0.91)Zr_(0.09))O_3陶瓷的介电弛豫行为

采用固相反应法分别制备了CuO、Bi2O3、MoO3和Li2O氧化物掺杂的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷。研究A位和B位施-受主掺杂对介电弛豫行为的影响。不同频率下陶瓷样品的介电温谱显示适量的掺杂可以诱发弛豫行为。根据A位和B位的替代离子类型,讨论了弛豫特性产生的机理。

Ba(Ti_(0.91)Zr_(0.09_)O_3陶瓷介电弛豫现象的研究

采用固相反应法制备了CuO-BaO掺杂的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷,研究了掺杂量对陶瓷介电性能的影响。结果表明:随着CuO-BaO混合物掺杂量从0.3%增加到1.0%时,Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷的斜方-四方相变峰出现介电弛豫现象并且弛豫程度Δtm′从2.9增加到5.5,相变温度从+5℃移动到–21℃,室温εr从2841增加到3372,并且高于四方-立方相变点的εr。电滞回线变窄,矫顽场变小,呈现典型弛豫型铁电体的特征。

添加助烧剂对Ba (Ti_(0．91)Zr_(0．09)) O_3介电性能的影响

采用固相反应法制备了添加1wt% CuO- BaO混合物的Ba(Ti_(0.91)Zr_(0.09))O_3铁电陶瓷,借助XRD、SEM、Aglient4284测试仪、ZT-1电滞回线测量仪,研究了预烧前和预烧后加入CuO-BaO混合物对Ba(Ti_(0.91)Zr_(0.09))O_3铁电陶瓷的烧结特性及介电性能的影响。结果表明:不论在预烧前和预烧后添加1wt% CuO-BaO混合物,均能有效降低Ba (Ti_(0.91)Zr_(0.09))O_3的烧结温度,但是在预烧前加入CuO-BaO混合物,室温介电常数高,损耗小,并且伴有介电弛豫现象,电滞回线呈现典型弛豫型铁电体的特征。

Li-Mo共掺杂Ba(Ti_(0.91)Zr_(0.09))O_3陶瓷的介电弛豫

采用固相反应法制备了Ba1-xLix(Ti0.91Zr0.09)1-yMoyO3陶瓷,并研究了Li-Mo共掺杂对其相结构和介电性能的影响。结果表明:当x>0,y=0时,陶瓷为单一的四方钙钛矿结构;当x=0,y>0或x=y>0时,陶瓷出现第二相BaMoO4。在–30～+130℃,Li-Mo共掺杂时,陶瓷具有铁电–顺电弥散相变特征,随着频率的增加,介电常数峰值对应的温度tm移向高温,陶瓷由正常铁电体变成弛豫铁电体。

Pb[(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_(0.91)Ti_(0.09)]O_3压电单晶的弛豫反常

对用改进的Bridgman法生长的Pb[(Zn1/3Nb2/3)0.91Ti0.09]O3(PZNT91/9)单晶用Laue衍射法和XRD衍射曲线定向,取(001)晶片研究材料的电学性能.结果表明,材料的介电性能呈现出明显的频率色散现象,随着测试频率的升高,介电常数的峰值温度出现反常,峰的位置向低温方向移动.用扫描电子显微镜和正交偏光显微镜研究了PZNT91/9单晶的电畴结构,发现规则排列的带状畴与杂乱分布的细畴并存.X射线荧光分析结果表明,在PZNT91/9单晶中存在着由成分分凝引起的组分变化.成分分凝引起的组分波动和电畴结构的复杂性导致了材料性能的不均匀性,并与材料铁电相变的弥散性特征相关.

Co_2O_3掺杂Ba(Ti_(0.91)Zr_(0.09))O_3陶瓷介电性能研究

采用固相反应法制备了Co2O3掺杂的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷,研究了Co2O3掺杂对Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷相结构与介电性能的影响。结果表明,掺杂Co2O3后Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷产生了第二相,随着Co2O3施主掺杂量的增加,抑制了第二相的产生,掺杂后的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷是具有弥散相变的铁电体,弥散程度随掺杂量的增加而增加,x=0.01时,矫顽场最大。

Sb_2O_3掺杂Ba(Ti_(0.91)Zr_(0.09))O_3陶瓷的结构与性能

采用固相反应法制备了Sb2O3掺杂的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷,研究了Sb2O3掺杂量(x(Sb2O3)为0.5%～5.0%)对陶瓷晶相结构及介电性能的影响,分析了陶瓷电滞回线变化的原因。结果表明:Sb3+进入了Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷晶格,引起晶格畸变,且无第二相出现。随着Sb2O3掺杂量的增加,陶瓷晶粒逐渐变小变均匀,tanδ减小。Sb2O3掺杂的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷为弥散相变铁电体,在x(Sb2O3)为3.0%处弥散程度最小。