固相法制备BaTiO3基细晶陶瓷粉体

通过传统的固相法制备BaTiO3基细晶陶瓷粉体，讨论了在预烧温度和烧结温度相同的情况下，探讨不同施主元素的添加量对陶瓷晶粒及电性能的影响；在预烧温度和烧结温度相同的情况下，探讨不同受主杂质对陶瓷晶粒及电性能的影响；在施、受主掺杂量及烧结温度相同的情况下，探讨不同的预烧温度对陶瓷晶粒及电性能的影响．为了制备高升阻比、晶粒细小的BaTi03陶瓷，选取的材料配方为Ba1.0Ti1.01O3＋0.4％（摩尔分数）Y2O3＋0.03％（摩尔分数）Mn（NO3）2＋2％S102，粉体在1200℃预烧，保温2h，样品在1280℃烧成。上电极后测得常温电阻率为4937Ω·cm，升阻比为7．116×10^3，温度系数为14．03％，居里温度为128．4℃．

Co/BaTiO3纳米复合薄膜的PLD法制备及其Raman光谱

采用脉冲激光气相沉积(PLD)技术在MgO(100)衬底上生长了Co/BaTiO3纳米复合薄膜,利用原子力显微镜、透射电镜、X射线衍射(XRD)及Raman光谱等测试分析手段对Co/BaTiO3纳米复合薄膜进行测试分析。结果表明:薄膜表面均匀、致密,具有原子尺度的光滑性;Co纳米晶粒呈单分散、均匀分散在沿C轴呈单取向生长的BaTiO3单晶基体中;随着掺杂Co含量的增高,BaTiO3的Raman峰的峰强随之增大。

SiO2-BaTiO3异质双尺寸超材料结构的制备

采用垂直沉积法自组装制备了SiO2胶体晶体模板,并结合Pechini溶胶-凝胶法实现多种SiO2-BaTiO3异质双尺寸超材料结构的制备。通过X射线衍射分析仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对所得粉体和光子晶体的晶型、形貌及排列方式进行测试分析。对比钛酸钡粉体,对SiO2-BaTiO3异质超材料的结构进行探讨,研究不同pH值对钛酸钡粉体的形貌和粒径的影响,进而研究不同凝胶对异质超材料结构的影响。研究结果表明异质结构中胶体晶体模板的排列更加紧密有序,缺陷减少,纳米颗粒的粒径与原钛酸钡粉体的粒径基本一致,利用不同凝胶可获得LS2、LS4、LS6型结构及层-层复合结构。

BaTiO3晶粒尺寸效应及其微观机理的研究进展

综述了BaTiO3晶粒尺寸效应及其微观机理的研究背景，重点介绍了介电常数和居里温度随晶粒尺寸变化的规律，及其微观机理的研究进展，并提出了通过改变表面态来改变纳米BaTiO3介电和铁电性能的想法。

BaTiO3/gelatin核壳复合粒子的制备及电场响应性能研究

为了提高BaTiO3颗粒在含水弹性体中的电场响应能力,以粒径约为500nm的单分散球型Ba-TiO3颗粒为基础,采用微乳液法成功制备了BaTiO3为核、明胶(gelatin)为壳的BaTiO3/gelatin核壳复合粒子。利用TEM、XRD、FT-IR、TG和光学接触角测量等手段对粒子的组成、结构及表面亲水性能进行了表征和测量。结果表明,在立方相BaTiO3核的表面均匀包覆了1层约40～50nm的gelatin,Gelatin壳层约占粒子总重的4.0%,且粒子表面保持良好的亲水性。将粒子分散到含水胶体体系中,通过测量在无/有电场作用下胶凝得到的含水弹性体的储能模量考察了粒子在此体系中的电场响应性能,发现BaTiO3/gelat-in复合粒子在明胶(或壳聚糖)水凝胶弹性体中的电场响应性能均明显强于纯BaTiO3粒子,而且在明胶水凝胶中的响应性能更强。结果说明,聚合物包覆能够明显提高BaTiO3粒子的电场响应性能,而且粒子表面与分散体系相容性越高,粒子的响应性能越好。

玻璃/Ni/BaTiO3基复合PTCR材料的研究

研究在PTC陶瓷中复合金属以达到复合PTC材料低阻化的目的.为了促进烧结,配料中加入了玻璃料.研究了金属Ni和玻璃料的加入对复合PTC材料的室温电阻率和升阻比的影响.结果表明:当金属Ni含量为15%(质量分数)、玻璃相含量为2%(质量分数)时,复合材料的性能达到了较好的水平,室温电阻率为25 Ω.cm,升阻比为2.34×102.

基于溶胶-凝胶法制备BaTiO3基PTCR纳米陶瓷粉体研究

以溶胶-凝胶法制备了BaTiO3基PTCR纳米陶瓷粉体，通过适当控制材料的掺杂量和烧成制度达到细化晶粒、降低烧结温度及降低室温率的目的。讨论了溶胶．凝胶过程中水的加入量、乙酸加入量、乙醇加入量、成胶温度对形成细晶粉体的影响，制备出的BaTiO3粉体具有纯度高、粒径小、均匀性好、活性高、热处理温度低等优点。R-T丁曲线表明1260℃较1240℃烧结具有高的升阻比、温度系数，低的电阻率、居里温度：XRD分析表明所得粉体与BaTiO3主峰相吻合；800℃预烧2h所得BaTiO3粉体的TEM图表明粉体分布较均匀、外形为近似球形，其平均晶粒尺寸约30nm左右，与XRD得到的晶粒相当，单个颗粒是单晶；1240℃下烧结所得样品的SEM图片看出样品的平均晶粒约1～2μm、晶粒较为均匀致密。

BaTiO3-Bi0．5Na0.5TiO3系铁电陶瓷的晶相特征及性能研究

采用X射线粉晶衍射分析及透射电镜选区电子衍射分析技术等手段，研究了（1-x）BaTiO3-Bi0．5Na0.5TiO3（x≤0．4）固溶体陶瓷的晶相组成及晶体结构特征，并对陶瓷性能特征进行了讨论。研究表明，固溶体的晶体结构受BNT含量的显著影响。X射线衍射分析表明，经1250℃烧结2h的陶瓷形成了钙钛矿结构固溶体。选区电子衍射分析表明，该固溶体并非单一晶相，其晶相类型包括四方相和立方相，并存在局部结构畸变现象。陶瓷的相变温度随BNT含量的增高而变化，居里温度增高，次级相变向低温移动，并最终消失。当BNT含量为20％～40％（摩尔分数）时，陶瓷具有较好的铁电性，其居里温度为146～182℃，介电损耗为0．030～0．042，并在-60～110℃以上较宽的范围内具有良好的介电稳定性。

水热反应条件对BaTiO3纳米晶形成的影响及其原子尺度表面结构

本文报道了水热反应条件对BaTiO3纳米晶形成的影响，尤其是其原子尺度的表面结构。研究结果表明，Ba/Ti摩尔比较大的前驱体溶液中，易获得立方状大尺寸（～260nm）的BaTiO3纳米晶体；而采用乙二醇作为水热反应介质，可获得小尺寸弱圉聚的BaTiO3纳米晶（与纯水溶液或水-乙二醇的混合液相比较）。立方状或长方体状的BaTiO3纳米晶外表面被{100}晶面所包围，{110}晶面条纹与纳米晶体的边界相交呈45°角。在粗糙的BaTiO3纳米晶表面，常可观察到台面台阶扭折（terrace—ledge—kink）的表面结构，台面（terrace）和台阶（1edge）位于{100}晶面。由于表面结构的重构，{110}晶面通常被分解成由许多小的{100}晶面相连接而成的扭折结构。而在球状的BaTiO3纳米晶边缘，没有观察到表面台阶结构。

V2O5对BaTiO3陶瓷PTC效应的影响

以BaTiO3为基,以Y2O3作为主要施主掺杂物,研究了钒取代钇和钒取代锰时对材料的PTC效应的作用.测试了试样的阻温特性,观察了试样的显微结构.结果表明:V2O5为弱施主掺杂物,有促进半导化的作用;适量添加V2O5可以降低室温电阻率和提高温度系数.

光子相关谱法测量BaTiO3中极化团簇的弛豫时间

建立了测量晶体内部时间结构的双偏振滤波式光子相关谱实验装置。并用此装置对铁电单晶BaTiO3中极化团簇的动力学行为实施了直接观测。结果表明,该方法可对BaTiO3中,空间周期为200 nm的极化团簇进行有效探测,其弛豫时间在微秒量级,并且随着温度的升高,弛豫时间逐渐减小,但在居里点处出现突变。

第一原理研究氧空位对BaTiO3晶体的电子结构和光学性质的影响

根据密度泛函理论,采用模拟计算软件CASTEP计算了含有氧空位钛酸钡晶体的电子结构和光学性质。结果表明,氧空位的存在没有在禁带中引入缺陷能级,但氧空位的存在对晶体的光学性质产生显著的影响。并得到氧空位的存在将引起钛酸钡晶体出现440～450 nm吸收峰的结论。

Nb2O5—CoO—La2O3复合掺杂的BaTiO3基粉体改性研究

采用铌、钴、镧的金属有机盐(柠檬酸-EDTA复合螯合前驱液)掺杂法实现对氧化硅掺杂的纳米晶BaTiO2粉体的掺杂改性。实验结果表明：随着Nb、Co、La掺量的增加以及Nb／Co比的增大，陶瓷烧结体的烧成收缩以及密度增加，晶粒尺寸减小。随着Nb／Co比的增大，材料的铁电弛豫特性增加。当Nb／Co-2时，随着La掺量的增加，材料的铁电弛豫特性增加。当Nb／Co>2时，La掺量对材料的介电温度特性影响不大。当La掺量一定时随着Nb、Co复合掺量的增加，材料的铁电弛豫特性明显增强。烧结温度的升高，使杂质容易固溶进入BT中，固溶量的增大，使材料的铁电弛豫性能增加。

BaTiO3／PVDF／PTTU复合材料的制备和表征

本文采用机械混合法制备了BaTiO3／PVDF／PTTU三相复合材料（PTTU为P-tolylthiourea，对甲苯硫脲），通过SEM和XRD对复合材料的微观形貌及相组成进行表征，并测试了复合材料的介电性能。研究结果表明：随BaTiO3质量分数的增大，复合材料的介电常数也随之增大；有机物PTTU可提高复合材料的介电常数，BaTiO3质量分数为80％时，ε可达117，tanδ为0．15。

Zn掺杂BaTiO3的电子结构及光学性能的第一性原理研究

利用第一性原理密度泛函理论,计算了不同浓度Zn掺杂BaTiO_3的电子结构和光学性质.计算结果表明:掺杂Zn后,禁带宽度减小,跃迁类型仍为间接跃迁,体系价带顶向高能方向移动,费米能级穿过了价带,体现出p型半导体的特征.在光学性质上,介电函数虚部在低能端出现新的波峰;无入射光情况下的纯BaTiO_3静态介电常数值为4.902,掺杂Zn后,静态介电常数明显增加.

CdO掺杂对BaTiO3基半导化陶瓷PTCR效应的改善

钛酸钡基半导化陶瓷中的PTCR效应通常与材料中的施受主掺杂密切相关.蒸汽掺杂能够大幅度影响材料的PTCR效应.CdO在高温下具有较高的蒸汽压,是一种适用的蒸汽掺杂剂.研究了CdO以及CdO蒸汽对掺Y3+的Ba1-xSrxTiO3陶瓷的PTCR效应的影响,结果首次发现了Cd2+掺杂样品的PT℃R效应都有不同程度的提高,采用蒸汽掺杂时,效果更为显著.现有的理论很难解释Cd2+掺杂能够提高钛酸钡基材料PTCR效应,我们从缺陷化学的角度,分析了Cd2+在BaTiO3基材料中的行为,推断表明这种现象可能是由于铁电相变时,处于晶界区的Cd2+在Ba位和Ti位之间转换造成的.

烧结条件对La、Mn掺杂BaTiO3基PTCR材料性能的影响

采用低温固态反应合成了La、Mn掺杂纳米钛酸钡基固溶体粉体，研究了各种烧结条件对其PTC材料性能的影响。实验表明，随着烧结温度的升高，材料的室温电阻先减后增，而升阻比基本呈先增后减的变化规律。随着保温时间的增长，材料的室温电阻也呈现先减后增的规律，且电阻温度系数逐渐增大。当烧结温度为1330℃，保温时间为30min时，制得了室温电阻率为72．97Ω·cm，升阻比和电阻温度系数分别为5．55×10^4和18.41％/℃的性质优良的PTC陶瓷材料。同时，对于各种变化规律给予了一定的理论解释。

纳米BaTiO3粉末的制备及烧结工艺的优化

利用溶胶-凝胶工艺制备了成分均匀、尺寸分布窄的BaTiO3陶瓷纳米微粉，分析了AST掺杂、烧结温度和保温时间对BaTiO3陶瓷显微形貌的影响，利用人工神经网络(ANN)BP模型优化工艺参数，获得了具有结构致密dr=98％、粒度均匀dmax／da=1．20、晶粒尺寸da=2μm的BaTiO3陶瓷。

BaTiO3和SrTiO3薄膜生长初期化学分子反应机理

本文采用B3LYP密度泛函方法,研究了BaO、SrO与TiO2形成BaTiO3、SrTiO3及TiO2二聚形成Ti2O4的微观反应机理,获得了相应的中间体、过渡态及反应活化能。采用自然键轨道NBO方法分析了反应过程中各中间体和过渡态的成键情况、轨道间的相互作用以及原子的电荷。计算结果表明,形成BaTiO3、SrTiO3和Ti2O4反应活化能分别为16.3、17.3和9.6 kJ/mol,TiO2形成二聚体活化能相对较小,从理论上解释了实验过程中观测到TiO2二聚体;但SrO、BaO和TiO2形成BaTiO3、SrTiO3的反应过程中,形成最初的稳定中间体时分别放热484.7和534.7 kJ/mol,且活化能较低,轨道间相互作用较强,静电引力作用显著,有利于SrTiO3和Ba-TiO3薄膜生长初期以TiO2为中心,结合BaO和SrO成核生长,从而有利于单元胞的进一步形成。

高压烧结的BaTiO3陶瓷的介电性能

用两种高压法烧结得到致密的细晶BaTiO3陶瓷。由压力辅助烧结得到的陶瓷晶粒没有过分长大,晶粒尺寸保持在纳米尺度内;用高压成型常压烧结法得到的陶瓷晶粒明显长大。当BaTiO3陶瓷的晶粒尺寸从400 nm减小到50 nm时,相应的介电常数从3 000减小到1 900。介电常数的减小可由晶粒尺寸的减小而导致四方度的降低和非铁电低介电常数的晶界层解释。且铁电-顺电转变由一个尖锐峰变成一个宽的区域,宽的转变区域表现出扩散相变的特征。