海水-富盐空气对BaTiO_(3)及Ni-BaTiO_(3) MLCC介电性能的影响

将BaTiO_(3)陶瓷和82 nF的Ni-BaTiO_(3)MLCC放置在海水及富盐空气两种恶劣环境下,利用阻抗分析仪、SEM及EDS探究处理0、24、48、72 h后性能的变化规律及腐蚀机理。结果表明,放置在海水中,BaTiO_(3)陶瓷在不同时间低频(10^(2)~10^(3)Hz)相对介电常数与介电损耗增加,且增加幅度巨大,在24 h陶瓷表面产生明显的保护膜,而在富盐空气下的陶瓷,72 h内介电性能变化范围小,表面没有明显的保护膜产生,但具有一定的腐蚀痕迹。82 nF的MLCC放置在海水及富盐空气72 h内高频(10^(5)~10^(6)Hz)电容值及介电损耗变化明显,这由盐分浸入内部结晶所导致,但其表面同样没有保护膜产生,这可能与电容器表面的氧化物涂层有关。

Ho和Ca共掺杂BaTiO_(3)陶瓷的介电性能和缺陷化学研究

在T_(s)=1 400℃的条件下,制备了高致密度(ρ_(r)=94.9%)的(Ba_(1-x)Ho_(x))(Ti_(1-x)/2Ca_(x/2))O_(3)陶瓷,即BHTC陶瓷。在BHTC陶瓷中中,Ho^(3+)主要占据A位,Ca^(2+)主要占据B位,同时存在少量的Ho^(3+)和Ca^(2+)离子分别占据B位和A位。当x=0.06和0.08时,该陶瓷满足Y5V型介电指标;当x=0.10时,该陶瓷满足更高的Y9V型介电指标。在BHTC1、BHTC2、BHTC3中,介电温度稳定的根本原因是相变点处的介电峰向低温移动;但当0.01≤x≤0.10时,由于Ho_(Ba)-Ho_(Ti)、Ho_(Ba)-Ca_(Ti)-Ho_(Ba)缺陷复合体的存在,TC随x值的增加往高温方向移动。

CuO、B_(2)O_(3)和Li_(2)O共掺低温烧结BaTiO_(3)陶瓷

将CuO、B_(2)O_(3)和Li_(2)O共掺,低温烧结制备了BaTiO_(3)陶瓷,探讨了随着烧结温度的提高,BaTiO_(3)陶瓷样品密度、物相组成和显微结构的变化。结果表明:CuO、B_(2)O_(3)和Li_(2)O共掺可有效降低BaTiO_(3)陶瓷的烧结温度;在950℃保温2 h可获得密度为5.75 g/cm^(3)(相对密度为95.6%)的四方相的BaTiO_(3)陶瓷,但更高的烧结温度会使样品密度下降,当烧结温度为1100℃时样品密度仅为5.23 g/cm^(3)(相对密度为86.9%);所得BaTiO_(3)陶瓷的显微结构随着烧结温度的升高出现明显变化,晶粒迅速长大。0.7%CuO-1.5%B_(2)O_(3)-0.3%Li_(2)O(BCL)(0.7%、1.5%、0.3%为质量分数)共掺时产生的低共熔相和固溶反应是降低烧结温度的主要原因。

第一性原理计算Sn掺杂钛酸钡陶瓷的压电性能

为了探究Sn掺杂钛酸钡无铅压电陶瓷的微观结构和宏观电学性能的调控机理。采用第一性原理的密度泛函理论方法计算了锡钛酸钡陶瓷(BaTi_(1-x)Sn_(x)O_(3),简写为BTSx,x=0,0.125,0.20,0.25,0.33和0.50)的能带结构、态密度和压电性能,研究了其压电性调控机理。研究发现:钛酸钡陶瓷的带隙宽度为1.780 eV,在所研究的组分范围内,随着Sn掺杂量的增加,BTSx陶瓷样品的带隙宽度单调减小。其态密度图谱表明原子之间的轨道杂化使压电性更稳定,钛酸钡陶瓷中B位Sn掺杂使其室温压电性能增强。

Nb掺杂对BaTi_(0.98)Fe_(0.02)O_3陶瓷介电性能的影响

以Ba Ti_(0.98)Fe_(0.02)O_3陶瓷为基体,采用传统固相反应法制备Ba Ti_(0.98-x)Fe_(0.02)Nb_xO_3(0≤x≤0.08)陶瓷样品。通过XRD、SEM、LCR分析仪以及GULP软件对陶瓷样品的结构、介电性能以及缺陷构型和能量进行了分析。结果表明:Nb掺杂使陶瓷样品由四方相和六方相钛酸钡并存向四方相钛酸钡转变,出现第二相Ba_6Ti_(17)O_(40),Nb掺杂量未超过0.02时,陶瓷样品四方率增大;Nb掺杂一定程度上有细化晶粒的作用;介电峰峰值温度(T_m)随着Nb掺杂量的增大向低温方向移动,介电常数先增大后减小,当Nb掺杂量超过0.04时出现弛豫现象;通过分子动力学缺陷模拟表明陶瓷样品中主要存在的缺陷是钡空位、氧空位以及异价离子占位等形成的复合缺陷,随Nb掺杂量的增大,陶瓷样品中缺陷偶极子浓度逐渐增大,极性纳米微区(PNRs)逐渐增多,弛豫程度增大。

织构化BaTiO_(3)压电陶瓷材料的制备研究进展

BaTiO_(3)陶瓷作为一种无铅压电陶瓷有着广泛的应用前景,但常规方法制备的该类陶瓷压电性能通常不如铅基压电陶瓷。织构化是在不改变材料组分的前提下,提高压电陶瓷材料性能的重要手段。制备织构化的BaTiO_(3)压电陶瓷来取代铅基压电陶瓷,成为该领域近些年的研究热点之一。本文总结了BaTiO_(3)基压电陶瓷织构化制备技术的进展,其中除一些常见的制备技术外,还有近几年重新发展起来的电泳辅助技术以及新发展起来的电泳与强磁场辅助技术,主要介绍了这些制备技术制备织构化的BaTiO_(3)陶瓷的优劣,并对该领域的发展趋势进行了展望。

铋系化合物改性的新型三元弛豫铁电体的性能研究

钛酸钡(BaTiO_(3))陶瓷作为传统的介质电容器材料,其强铁电性会导致储能密度低下,但通过掺杂可以削弱铁电性来获得弛豫铁电体,提高储能性能。利用铋系化合物可增强弛豫特性,本文设计了BiScO_(3)和(Sr_(0.7)Bi_(0.2))TiO_(3)取代改性的BaTiO_(3)基三元陶瓷材料:(0.99-x)Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_(3)-x(Sr_(0.7)Bi_(0.2))TiO_(3)-0.01BiScO_(3)(缩写为BZT-xSBT-BS)。采用传统固相法制备的BZT-xSBT-BS陶瓷,相结构没有因为掺杂发生改变,在室温下均为纯的三方相钙钛矿结构。介电和铁电的测试与分析表明,BZT-xSBT-BS陶瓷具有典型的弛豫铁电特性。由于不等价离子Sr^(2+)、Bi^(3+)的掺杂导致界面松弛极化,可以增大BZT-xSBT-BS陶瓷的介电常数,但是受制于其慢的响应速度,陶瓷的介电损耗也显著增加。适量(Sr_(0.7)Bi_(0.2))TiO_(3)可以提升BZT-xSBT-BS陶瓷的介电、铁电、应变和储能性能,x=0.015时的BZT-xSBT-BS陶瓷的综合性能较优:ε_(r)~10372,tanδ~0.019,P_(max)=16.42μC/cm^(2),E_(c)=1.41 kV/cm,S^(+)_(max)=0.12%(@40 kV/cm),W_(D)=0.181 J/cm^(3),η=80.4%(@60 kV/cm)。