Nd掺杂对Bi_5FeTi_3O_(15)陶瓷结构和铁电性能的影响

用溶胶-凝胶工艺分别制备了Bi5FeTi3O15和NdBi4FeTi3O15铁电陶瓷。X射线衍射结果显示,Nd3+掺杂后Bi5FeTi3O15陶瓷衍射峰均向高角度方向有微小移动,晶格常数变小,晶体结构由正交结构转变为四方结构。铁电测试表明,Nd3+掺杂后NdBi4FeTi3O15陶瓷的剩余极化值比纯Bi5FeTi3O15陶瓷的大;分析发现,用Nd3+替代部分Bi3+后,降低了NdBi4FeTi3O15陶瓷的漏电流,提高了其剩余极化强度。

Bi_5Ti_3FeO_(15)多铁陶瓷的制备与表征

以TiO2、Fe2O3和Bi2O3为原始组分,采用固相烧结法制备了Bi5Ti3FeO15多铁陶瓷。借助XRD和SEM分析了相组成及显微结构。结果表明:经750℃×2h预合成后,粉体由Bi5Ti3FeO15、Bi4Ti3O12和Bi2O3相组成;经成型、二次烧结后,主晶相基本为Bi5Ti3FeO15,其衍射峰强度和位置随温度升高发生明显变化;在850℃烧结后,形成1～3μm细小晶粒,并有大量气孔存在;随着烧结温度的升高,晶粒长大、气孔减少;在1000℃烧结后,形成了典型的片状晶粒,尺寸约10μm。

Sr_x(Na_(0.5)Bi_(0.5))_(1-x)Bi_4Ti_4O_(15)高温压电陶瓷的研究

采用传统固相法制备了Sr x(Na0.5Bi0.5)1-x Bi4Ti4O15(SNBT-100x,0≤x≤0.200)层状压电陶瓷。系统地研究了Sr2+对(Na0.5Bi0.5)Bi4Ti4O15基陶瓷的显微结构和电性能的影响。结果表明,所有陶瓷样品均为单一的正交铋层状结构相。适量Sr的掺入能明显改善陶瓷的机械性能和电性能。当x=0.100时,样品获得了最佳性能:机械品质因素Q m=3519,压电常数d33=20 pC/N,平面机电耦合系数k p=5.192%,厚度机电耦合系数k t=6.240%,相对介电常数εr=162,介电损耗tanδ=0.657%,居里温度T C=626℃。此外,热稳定性能研究显示SNBT-10陶瓷具有良好的压电稳定性,具有在高温领域下应用的前景。

Y^(3+)取代Bi^(3+)的Bi_2O_3-ZnO-Nb_2O_5基陶瓷的结构与介电性

研究了Y^(3+)取代的Bi_2O_3-ZnO-Nb_2O_5(BZN)基陶瓷(Bi_(1.5-x)Y_xZn_(0.5))(Zn_(0.5)Nb_(1.5))O_7(0≤x≤1.5,BYZN)的结构和介电性能。采用传统的固相反应法制备陶瓷样品,XRD分析样品的相结构,SEM分析样品的微观形貌。结果表明:BZN陶瓷的结构为立方焦绿石单相;当Y^(3+)取代量较少(0<x≤0.3)时,样品的相结构仍然保持立方焦绿石单相;随着Y^(3+)取代量的进一步增加(x≥0.6),样品由立方焦绿石相向YNbO_4和ZnO复相过渡。同时,样品的介电性能随结构的变化而呈现有规律的变化。

Sr_2Bi_2O_5高掺杂BaTiO_3负温度系数热敏陶瓷的相组成与热稳定性能

研究了以100BaTiO3＋xSr2Bi2O5（10≤x≤70）为基本原料烧结的热敏陶瓷样品的组成、微观结构、Sr2Bi2O5掺杂量对其电阻的影响及老化性能。结果表明：在10≤x≤70的范围内，Sr2Bi2O5掺杂BaTiO3陶瓷样品由BaTiO3和Ba0.77Sr0.23TiO3及Sr0.74Bi1.26O2.63组成；Sr2Bi2O5掺杂的BaTiO3基陶瓷晶粒组织细小均匀，具有典型的NTC特征。BaTiO3基NTC热敏陶瓷在25～250℃范围内的电阻-温度具良好的线性关系，且稳定性好，其室温电阻随着掺杂量的增加而减小。

Na掺杂Bi_2O_3-ZnO-Nb_2O_5基陶瓷的性能

采用固相反应法制备了(Bi2–xNax)(Zn1/3Nb2/3)O7陶瓷,研究了Na+替代Bi3+对Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7基陶瓷烧结性能、显微结构和介电性能的影响。替代后样品的烧结温度从960℃降至约880℃;当替代量x≤0.20时,相结构保持单一的单斜焦绿石相,随替代量进一步增加出现立方相;温度为–30～+130℃,替代后样品出现明显的介电弛豫现象,弛豫过程中的激活能约为0.40eV。用缺陷偶极子和晶格畸变对Na掺杂Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7基陶瓷的介电弛豫现象作出简要解释。

Sn^(4+)替代Nb^(5+)对Bi_2(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_2O_7陶瓷性能的影响

采用固相反应法制备了Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7(BZN)微波陶瓷,并借助XRD、SEM及LCR4284测试仪,研究了Sn4+取代Nb5+对BZN陶瓷显微结构和介电性能的影响。结果表明:随着Sn4+替代量的增加,微观形貌中出现棒晶;选取20～80℃,100 kHz时的εr计算,介电常数温度系数由205×10–6/℃逐渐减小到–240×10–6/℃;当替代量x(Sn4+)为0.16时,样品出现介电弛豫现象;随着测试频率的增加,介电弛豫峰向高温移动。

Ca^(2+)含量对(Na_(0.5)Bi_(0.5))_(1-x)Ca_xBi_4Ti_4O_(15)层状压电陶瓷的居里温度和性能的影响

采用传统固相法制备铋层状(Na0.5Bi0.5)1-xCaxBi4Ti4O15(NCBT)压电陶瓷,其中x=0.1、0.2、0.3和0.4。利用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、同步热分析仪(STA)、阻抗分析仪等对陶瓷的结构和性能进行表征,分析不同Ca2+含量对NCBT压电陶瓷的居里温度和压电性能的影响。结果表明:在x=0.3条件下制备的NCBT陶瓷性能最佳,压电常数(d33)为17.7 pC/N,介电常数(εr)和介电损耗(tanδ)分别为163.8和0.28%(频率1 kHz),居里温度(Tc)为647.6℃。

复合陶瓷(Ba_(1-x)Sr_x)_5Nb_4O_(15)-B_2O_3的结构和微波介电性能

采用传统的固相烧结工艺制备了复合(Ba_(1-x)Sr_x)_5Nb_4O_(15)-B_2O_3微波介质陶瓷。研究了A位离子Sr^(2+)摩尔占有比率x(x=0,0. 2,0. 4,0. 8)对陶瓷的微观结构、烧结以及微波介电性能的影响。结果表明:在复合(Ba_(1-x)Sr_x)_5Nb_4O_(15)-B_2O_3微波介质陶瓷中,除主晶相Ba_5Nb_4O_(15)外,还出现了Ba_4SrNb_4O_(15);相比未掺杂的Ba_5Nb_4O_(15)陶瓷的烧结温度1400℃而言,复合陶瓷(Ba_(1-x)Sr_x)_5Nb_4O_(15)-B_2O_3的烧结温度降低500℃左右,且没有显著损害该陶瓷的微波介电性能;当B_2O_3掺杂质量分数为2. 0%,Sr^(2+)替代Ba^(2+)的摩尔比率x=0. 4时,900℃烧结的(Ba_(1-x)Sr_x)_5Nb_4O_(15)-B_2O_3复合陶瓷具有良好的微波介电性能:εr=48. 4,Q×f=45895 GHz,τf=35. 5×10^(-6)/℃。

TiO_2添加对Bi_2O_3-ZnO-Nb_2O_5系介质材料结构和性能的影响

研究了添加不同含量的T iO2到-βB i2O3-ZnO-N b2O5(-βBZN)中,同时减少相应的B i2O3的含量对BZN介质材料结构和性能的影响。研究表明,T iO2添加到β-BZN中,材料的结构和性能都有很大的变化,主要表现在随着T iO2添加量的增加,材料的相结构发生了变化,由低对称的单斜焦绿石结构β相转变为高对称的立方焦绿石结构α相,因而材料在微波频段下的介电性能发生了较大的变化,介电常数比纯β-BZN有了显著提高,且随着T iO2含量的增加,介电常数先增加后减少,温度系数则由正温度系数转变为负温度系数。

非化学计量Bi_2O_3对制备Bi_4Ti_3O_(12)粉体影响的研究

制备晶粒形貌生长各向异性的中间化合物Bi4Ti3O12粉体是采用流延成型和模板晶粒生长（TGG）等工艺方法制备（Na0.5Bi0.5）TiO3基无铅压电织构陶瓷的关键技术．以NaCl-KCl熔盐法制备了生长各向异性的Bi4Ti3O12粉体，利用X射线衍射和扫描电子显微镜研究了非化学计量Bi2O3对粉体相结构和微观形貌的影响，优化了制备Bi4Ti3O12粉体的工艺参数，并探讨了Bi4Ti3O12粉体在熔盐中的生长机理．研究表明，随着Bi4O3过量程度的增加，所得Bi4Ti3O12粉体颗粒的平均尺寸和均匀程度均增加，当Bi2O3过量7．5％时达到最佳值，其平均粒径为8～10μm．

CuO-MoO_3联合添加对BZT结构和性能的影响

研究了在三元系微波介质陶瓷B i2O3-ZnO-T a2O5的单斜类锆钙钛矿相化合物中添加不同量的CuO-M oO3的混合物对材料结构和微波介电性能的影响。研究发现,添加CuO-M oO3能有效地降低烧结温度约100°C,但是材料结构允许的添加范围很小,随着添加量增多,样品中出现第二相,介电性能和微波性能也随之恶化。添加量最少的1#样品仍然保持单斜类锆钙钛矿结构,品质因数Q值约为730,保持较好的介电性能。

(Bi,La)_4Ti_3O_(12)Sr(Bi,La)_4Ti_4O_(15)共生结构铁电材料性能研究

采用固相烧结工艺 ,制备了不同La掺杂量 (x =0 0 0 ,0 2 5 ,0 50 ,0 75 ,1 0 0 ,1 2 5和 1 50 )的 (Bi,La) 4 Ti3 O1 2 Sr(Bi,La) 4 Ti4O1 5(SrBi8-xLaxTi7O2 7)共生结构铁电陶瓷样品 .用x射线衍射对其进行微结构分析 ,并测量铁电、介电性能 .结果发现 ,La掺杂未改变Bi4Ti3 O1 2 SrBi4Ti4O1 5共生结构铁电材料的晶体结构 .随掺杂量的增加 ,样品的矫顽场(Ec)略有增加 ,剩余极化 (2Pr)先增大 ,后减小 .在x =0 50时 ,2Pr 达到极大值 ,为 2 5 6 μC·cm-2 ,与Bi4Ti3 O1 2 SrBi4Ti4O1 5相比 ,2Pr 增加了近 60 % ,而Ec 仅增加约 1 0 % .随La掺杂量的增加 ,样品的居里温度TC 逐渐降低 ,x =0 50时 ,TC=556℃ .在x=1 50时 。

H_3BO_3掺杂的Ba_5Nb_4O_(15)陶瓷的烧结及介电性能

采用传统的固相烧结工艺制备了H3BO3掺杂的Ba5Nb4O15陶瓷。研究了H3BO3掺杂量对Ba5Nb4O15陶瓷的相成分、微观结构、烧结以及微波介电性能的影响。结果表明:H3BO3掺杂的Ba5Nb4O15陶瓷中,除主晶相Ba5Nb4O15相外,还生成了BaNb2O6和BaB2O4相;H3BO3能够将Ba5Nb4O15陶瓷的烧结温度降低500℃左右,同时没有显著损害该陶瓷的微波介电性能;当H3BO3掺杂量为质量分数1%时,900℃烧结的Ba5Nb4O15陶瓷具有良好的微波介电性能:εr=38.8,Q×f=48 446 GHz,τf=37.0×10–6/℃。

Sr(Cu_(0.5)W_(0.5))O_3掺杂Ba_(0.85)Ca_(0.15)Zr_(0.1)Ti_(0.9)O_3压电陶瓷性能研究

采用固相合成法制备了Sr(Cu0.5W0.5)O3(SCW)掺杂的Ba0.85Ca0.15Zr0.1Ti0.9O3(BCZT)无铅压电陶瓷,研究了SCW的掺杂量对陶瓷的晶体结构、介电和压电性能的影响。结果显示:SCW的加入,能显著降低BCZT陶瓷的烧结温度,达1 350℃,当SCW的掺杂量质量分数为0.1%时,制得BCZT压电陶瓷具有最佳的压电性能:d33=478 pC/N,tC为95℃,tanδ为1.5%,Kp为0.552。

微量Bi_2O_3对ZnVSnO基压敏陶瓷显微结构和电学非线性的影响

采用传统混合氧化物工艺在800℃经4小时烧结制备了0.01-0.2mol%Bi2O3掺杂的ZnO-V2O5-SnO2(ZnVSnO)基压敏陶瓷,采用电子天平、SEM、XRD和I-V测试仪研究了其密度、显微结构和电性能随Bi2O3含量的变化。结果表明:随Bi2O3含量升高,ZnVSnO基陶瓷密度变化不大,相对密度均超过了98%;样品均由ZnO主晶相和少量的Zn2SnO4、Bi2Sn2O7第二相组成,但平均晶粒直径从2.13μm降到1.54μm,样品的压敏场强和非线性系数随之升高。当Bi2O3掺杂量为0.2mol%时样品性能最优,其压敏场强、非线性系数和漏电流密度分别为2842V/mm、51.2和0.0925mA/cm2。

BZT与CT复合微波陶瓷的结构和性能

采用预成瓷的方法,得到单斜类锆钙钛矿相Bi2(Zn1/3Ta2/3)2O7(β-BZT)和钙钛矿相CaTiO3(CT)的粉末,分别作为正负温度系数组元制备复相零温度系数微波陶瓷。预成瓷法可以抑制两相固溶反应,有效降低复相陶瓷烧结温度。采用复相方法可以调节温度系数,特别是在940℃烧结的CT含量为5%的样品,其介电常数εr=73.3(1MHz),温度系数αε=27×10-6/℃。

铋基烧绿石陶瓷及其微波特性

介绍了低烧结温度的铋基烧绿石系介质陶瓷的结构特点和微波响应行为。以铋基烧绿石中典型的Bi2O3-ZnO-Nb2O5系及其四元系固溶体陶瓷为例,详述了这些体系的相结构、相变及其改变其微波介电性能的途径。指出低烧结温度的铋基烧绿石系介质陶瓷的基本实验制备工艺与检测技术,并讨论了进一步降低烧结温度的方法,对其今后的发展进行了展望。

颗粒包覆法制备BZT-CT复合陶瓷

采用预合成的方法,分别用得到的单斜类锆钙钛矿相Bi2(Zn1/3Ta2/3)2O7(β-BZT)和钙钛矿相CaTiO3(CT)的粉末作为正负温度系数组元,用sol-gel法制备的ZnO-B2O3-SiO2玻璃,包覆两组元颗粒以阻止其相互反应,从而制备复相零温度系数微波陶瓷。结果表明:预合成及颗粒包覆法可抑制两相固溶反应,有效降低复相陶瓷的烧结温度,调节温度系数。特别是900℃烧结的w(CT)为4%的样品,其εr约为47,αε为2.8×10–6℃–1。

锑替代铋对铋锌铌陶瓷介电性能的影响

研究了Sb3+替代Bi3+对Bi2O3-ZnO-Nb2O5(BZN)系介质材料结构和性能的影响,并借助X射线、扫描电镜、LCR4284测试仪对其相结构和介电性能进行分析。研究结果表明,经Sb3+替代的BZN陶瓷样品成瓷温度仍为1 000℃;随着Sb3+替代量的增加,Bi2O3-ZnO-Nb2O5系介质材料的晶粒尺寸、介电常数、介电损耗都有所变化。当替代量x=0.4时,介电性能最佳,介电常数为184,介电损耗为0.001。