Ca(Sm_(0.5)Nb_(0.5))O_3介质陶瓷的微波烧结

通过改变微波烧结温度和保温时间,优化Ca(Sm0.5Nb0.5)O3(CSN)陶瓷的微波烧结工艺,用X线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和微波网络分析仪等对试样进行表征。从相组成、显微结构及微波介电性能等方面对微波烧结试样与常规烧结试样进行对比分析。结果表明:微波烧结可大幅降低CSN的烧结温度,促进试样的致密化,其物相组成和传统烧结试样无明显差别;微波烧结还可以改善CSN陶瓷的微波介电性能,在1 375℃微波烧结30 min可获得优异的微波介电性能,介电常数(εr)=20.08,品质因数(Q×f)=37.03 THz,谐振频率温度系数(τf)=-10.2×10-6℃-1。

复合烧结助剂对Ca_(0.3)(Li_(0.5)Sm_(0.5))_(0.7)TiO_3微波介质陶瓷低温烧结与性能研究

研究了以Ca0.3(Li0.5Sm0.5)0.7TiO3(CLST-0.7)为基料,复合添加10wt%CaO-B2O3-SiO2(CBS)、4wt%Li2O-B2O3-SiO2-CaO-Al2O3(LBSCA)和0～2wt%CuO氧化物为烧结助剂的微波介质陶瓷的低温烧结行为及微波介电特性。结果表明:随着CuO添加量的增加,陶瓷体积密度、介电常数εr、无载品质因数与谐振频率乘积Qf值,都呈先增加后降低,频率温度系数τf呈降低的趋势。添加10wt%CBS、4.0wt%LBSCA和1.0wt%CuO的CLST-0.7微波介质陶瓷,在900℃烧结5h具有较佳的微波介电性能:εr=67.31,Qf=2197GHz,τf=40.28ppm/℃。

Ca_(0.3)(Li_(0.5)Sm_(0.5))_(0.7)TiO_3微波介质陶瓷低温烧结研究

采用固相反应法,以Ca0.3(Li0.5Sm0.5)0.7TiO3(CLST—0.7)陶瓷为基料,掺杂质量分数为10%的CaO-B2O3-SiO2(CBS)氧化物和2%～6%的Li2O-B2O3-SiO2-CaO-Al2O3(LBSCA)玻璃料为复合烧结助剂,研究了LBSCA掺杂量对CLST—0.7陶瓷的低温烧结行为及微波介电性能的影响。结果表明,复合烧结助剂掺杂促使CLST—0.7陶瓷烧结温度降低了200～300℃,并保持良好的微波介电性能。掺杂质量分数10%CBS和4%LBSCA的CLST—0.7陶瓷经950℃烧结5h后,其εr=71.84,Q·f=1967GHz,τf=41.7×10–6/℃。

阴极材料Sm_(0.5)Sr_(0.4)Ca_(0.1)CoO_3的凝胶浇注法制备及性能

采用凝胶浇注法合成中温固体氧化物燃料电池（IT—SOFC）阴极材料Sm0．5，Sr0．4Ca0．1，CoO3（SSCC）。利用差热-热重（TG—DTA）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、热膨胀、电导率以及交流阻抗谱等技术研究SSCC的结构和性能。结果表明：SSCC与电解质Sm1.2Ce0.8O1.9（SDC）具有良好的化学相容性，电极在1150℃煅烧4h后，与SDC电解质可形成良好的接触界面；SSCC的电导率在400—800℃达到400S／cm以上，50．800℃SSCC阴极的平均热膨胀系数为16．31×10^-6K^-1，SSCC的极化电阻较小，700℃时仅为0．13Ω·cm^2，预示其可作为IT—SOFC较为理想的阴极备选材料。

Pb_(0.45)Ca_(0.55)(Fe_(0.5)Nb_(0.5))_(0.9)(Sn_(1-x)Zr_x)O_3微波陶瓷介电性能的研究

研究了B位Zr、Sn共掺杂对PCFN微波陶瓷相组成及介电性能的影响。发现总掺杂量为10mol%、Zr/Sn为1:1时,样品中出现了未知第二相。当Zr/Sn<1时,样品的Q×f值随Zr含量的增加而降低,谐振频率温度系数随Zr含量的增加而增大;当Zr/Sn>1时,样品的Q×f值随Zr含量的增加而增大,谐振频率温度系数随Zr含量的增加而降低。

Zr^(4+)B位置换对(Pb_(0.5)Ca_(0.5))(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3陶瓷微波介电性能的影响

研究了Zr4+离子B位置换改性(Pb0.5Ca0.5)(Fe0.5Nb0.5)O3陶瓷微波介电性能。实验结果表明,(Pb0.5Ca0.5)[(Fe0.5Nb0.5)1-yZry]O3(PCFNZ)陶瓷样品呈现单一斜方钙钛矿相结构。随Zr4+离子的置换量增加,PCFNZ陶瓷体系的Qf值和晶粒尺寸逐渐减小;介电常数εr随着置换量增加而提高,这主要是因为Zr4+的离子极化率(αZr=0.325nm)大于(Fe,Nb4)+离子极化率(αB-site=0.313nm)。频率温度系数TCF则随置换量增加开始阶段保持不变,而后急剧减小,由正变负值。当烧结温度为1150℃,Zr4+的置换量在y=0.08时,能够获得优良的微波介电性能:Qf=4938GHz,εr=111,TCF=9.06×10-6/℃。

Sm_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.4)M_(0.6)O_3(M=Co,Mn,Fe)作为IT-SOFCs阴极的结构与性能

通过X射线衍射(XRD)、热重、热膨胀、电导率以及交流阻抗等测试方法,研究了Sm0.5Sr0.5Co0.4M0.6O3(M=Co,Mn,Fe;分别简写为SSCC,SSCM,SSCF)作为中低温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)阴极的结构与性能.研究表明,固相法合成的Sm0.5Sr0.5Co0.4M0.6O3均为正交钙钛矿型结构,材料的结构参数和性能都与M元素半径及M—O的键能有关.晶胞参数随着Co、Mn、Fe的顺序增大.材料的氧空位浓度、热膨胀系数、电导率、电极催化活性随着Co、Fe、Mn的顺序降低.同时由于SSCM较低的氧空位浓度,使得电极反应受到氧在电极内的扩散过程控制,具有较差的电极催化性能,而SSCC和SSCF较高的氧空位浓度,电极反应同时受到电极表面氧还原反应和氧离子在电极中的扩散过程混合控制.由于SSCF具有较高的氧扩散系数,使得700℃以上SSCF电极表面氧还原电阻(ASR)也低于SSCC的,因而出现了SSCF的总电极催化活性高于SSCC的现象.

高Q值(1-x)(Sr_(0.2)Nd_(0.208)Ca_(0.488))TiO_3-xNd(Ti_(0.5)Mg_(0.5))O_3微波陶瓷的微结构及介电性能研究

采用固相法制备了（1–x）（Sr0.2Nd0.208Ca0.488）Ti O3-x Nd（Ti0.5Mg0.5）O3（0.3≤x≤0.4,SNCT-NTMx）系微波介质陶瓷材料,并研究了该体系的相组成、显微结构、烧结性能和微波介电性能之间的关系。结果表明：在x=0.3~0.35范围内,SNCT-NTMx陶瓷形成了正交钙钛矿固溶体,并伴随有少量未知第二相;当x增至0.4时,第二相含量有所增加。介电性能研究结果显示：随着x的增加,体系介电常数（εr）减小,但品质因子（Q×f）得到改善;此外,体系谐振频率温度系数（τf）随NTM含量的增加逐渐向负值方向移动。当x=0.35,陶瓷样品在1520℃烧结4 h得到的微波介电性能较优：εr=50.1,Q×f=44910 GHz,τf=–1.7×10-6/℃。

钙钛矿锰氧化物Y_(0.5)Ca_(0.5)Mn_(0.8)Fe_(0.2)O_3的电子顺磁共振研究

用固相反应法制备了Y0.5Ca0.5Mn0.8Fe0.2O3多晶陶瓷材料, 借助电子顺磁共振技术对多晶样品在150～300 K温度范围内的顺磁共振行为进行了研究.结果表明样品的顺磁共振线宽ΔHpp和g因子的值随着温度的降低是增加的.线宽的增加是由于随着温度的降低, 样品进入一个长程的反铁磁态, 体系的铁磁关联增强导致的.g因子随温度的降低而增加表明体系的轨道有序是逐渐增强的.

KTa_(0.5)Nb_(0.5)O_3电子结构的第一性原理研究

用全电势线性缀加平面波法 (FLAPW )计算了KTa0 .5Nb0 .5O3 铁电相和顺电相的态密度、能带结构 .通过对两相态密度的对比分析我们发现在铁电相 ,钽原子的d电子和氧原子的 2p电子以及铌原子d电子与氧原子的 2p电子之间存在强烈的轨道杂化 ,对能带的分析也得出同样的结论 .这种轨道杂化对KTa0 .5Nb0 .5O3 铁电性的稳定有着重要的意义 .钽原子在四方铁电体KTa1 xNbxO3 中的作用与在纯钽酸钾中的作用有明显的差别 .

共沉淀法制备Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3纳米粉体

以廉价的Nb2O5为铌源,采用共沉淀法制备了纳米Ba(Fe0.5Nb0.5)O3粉体。用XRD、TG-DSC、FT-IR、SEM等测试手段分析了烧结温度、保温时间、体系温度、p H值等对前驱体粉体的物相、形貌及晶粒大小的影响,并对粉体的磁学性能进行了表征。结果表明:合成温度在950℃,体系温度在30℃和50℃均可获得纯相立方钙钛矿结构的Ba(Fe0.5Nb0.5)O3粉体,保温时间和p H值对粉体相结构变化无影响。在体系温度为30℃,p H=10,前驱体粉体在950℃煅烧2 h后获得颗粒尺寸约30 nm的Ba(Fe0.5Nb0.5)O3粉体,且粉体具有弱的铁磁性。

KTa_(0.5)Nb_(0.5)O_3电子结构的第一性原理研究

用全电势线性缀加平面波法(FLAPW)计算了KTa_0.5Nb_0.5O_3铁电相和顺电相的态密度、能带结构.通过对两相态密度的对比分析发现,在铁电相,钽原子的d电子和氧原子的2p电子以及铌原子d电子与氧原子的2p电子之间存在强烈的轨道杂化,对能带的分析也得出同样的结论.这种轨道杂化对KTa_0.5Nb_0.5O_3铁电性的稳定有着重要的意义.钽原子在四方铁电体KTa_1-xNb_xO_3中的作用与在纯钽酸钾中的作用有明显的差别.

钙离子掺杂对Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3陶瓷介电性能的影响

采用固相法制备Ba_(1-x)Ca_xBa(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3陶瓷材料,研究了Ca^(2+)掺杂对Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3陶瓷显微结构及介电性能的影响.在1 200℃煅烧制备出了单一物相的Ba_(1-x)Ca_xBa(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3(x=0,0.03,0.06,0.12,0.15)粉体,并在1 350℃烧结得到相对密度较高、显微结构致密的BCFN陶瓷.随着Ca^(2+)含量的增加,其晶粒尺寸呈现先减小后增大的趋势,而其介电常数则呈现相反趋势.当x=0.06时,介电常数在1kHz可达到45 000,而其介电损耗在室温1kHz下无明显变化.此外,Ca^(2+)掺杂不仅明显提高了陶瓷的介电常数,且有效提高了其温度稳定性.

Effects of PbO-B_2O_3-CuV_2O_6 glass on the microwave dielectric properties of (Pb_(0.5)Ca_(0.5))(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3 ceramics

The influences of the PbO-B2O3-CuV2O6 （PBC） additives on the microwave dielectric properties of （Pb0.5Ca0.5） （Fe0.5Nb0.5）O3 （PCFN） ceramics were investigated as a function of sintering temperature from 950 ℃ to 1 100 ℃. The sintering temperature of the specimens with the glass could be lowered from 1125 ℃ to 1 025℃ without the degradation of microwave dielectric properties. The microwave results showed that the dielectric constant cr was not significantly different while Qf values decreased with the increase of CuV206 content of PBC glass. For the specimens doped with PB-CV0.1 glass （81% PbO-9% B203-10% CuV2O6） and sintered at 1 025 ℃ for 3 h, the microwave dielectric properties of Qf=4 823 GHz, Cr=107.1 with TCF=＋15.03 ×10^-6/℃ were obtained.

ZBL低温助烧Ca_(0.6)La_(0.8/3)TiO_3-Li_(0.5)Nd_(0.5)TiO_3微波介质陶瓷

通过XRD衍射仪、SEM扫描电镜表征掺杂ZnO-B_2O_3-Li_2O_3(ZBL)低软化点玻璃助烧剂的Ca_(0.6)La_(0.8/3)TiO_3-Li_(0.5)Nd_(0.5)TiO_3(CLLNT)陶瓷样品的物相组成及结构,研究ZBL玻璃的掺杂量对CLLNT样品烧结性能及微波介电性能的影响。研究表明:加入助烧剂(ZBL)后,CLLNT陶瓷的烧结温度降低至950℃;添加9 wt%ZBL玻璃的CLLNT陶瓷在950℃烧结3h,能够获得较好的介电性能:ε_r=82,tanδ=0.0026,τ_f=16 ppm/℃(1 MHz)。

助熔剂对Ca_(0.99)(WO_4)_(0.5)(MoO_4)_(0.5):0.01Eu^(3+)的显微结构和荧光性能的影响

分别以Na Cl、KCl、Li2CO3、化学计量比为1:1的(KCl+Na Cl)为助熔剂,采用熔盐法制备了Ca0.99(WO4)0.5(Mo O4)0.5:0.01Eu3+红色荧光粉。利用扫描电子显微镜和荧光分光光度计分析不同类型的助熔剂对Ca0.99(WO4)0.5(Mo O4)0.5:0.01Eu3+荧光粉的颗粒形貌和荧光性能的影响,以及复合助熔剂(KCl+Na Cl)的含量变化对荧光粉的颗粒形貌和荧光性能的影响。结果表明:Na Cl、KCl、Li2CO3分别作为助熔剂时,荧光粉荧光强度增幅程度小,而(KCl+Na Cl)作为助熔剂,荧光粉的发光强度增幅程度大。当(KCl+Na Cl)复合助熔剂含量为1.5 g,粉体的荧光强度较大,颗粒分散性较好,粒度比较均匀。

Ba(In_(0.5)Nb_(0.5))O_3的X射线粉末衍射数据

用固相合成方法制备Ba(In0 5Nb0 5)O3 钙钛矿型复合氧化物 ,并通过XRD方法对产物的物相、形貌和组成进行表征。结果表明 ,产物为立方钙钛矿结构 ,粒度为 6 10 μm的多晶粉末 ,晶胞参数为a =0 4 138nm ,空间群为Pm3m ,衍射数据指标化可靠因子F8=17 6 (0 0 37,12 )。

Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3基复相陶瓷的制备与介电性能

采用粉末烧结法制备了添加不同质量分数(10%~40%)玻璃的Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3基复相陶瓷,利用X射线衍射仪、扫描电镜、阻抗测试仪等研究了其微观结构和介电性能。结果表明:该复相陶瓷的主晶相为立方钙钛矿结构的Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3相,随着玻璃添加量的增加,复相陶瓷的晶粒尺寸逐渐减小,孔隙率降低;不同玻璃含量复相陶瓷均具有良好的介电性能,其相对介电常数和介电损耗角正切均随玻璃添加量的增加而降低;添加40%玻璃的复相陶瓷击穿场强最大,为296kV·cm^(-1),添加10%玻璃的储能密度最大,为1.324J·cm^(-3),晶界相对改善Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3基复相陶瓷的击穿场强起主要作用。

Al_2O_3改性Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3复合陶瓷制备与性能研究

采用草酸盐共沉淀法成功合成了Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3(BFN)纳米粉体,并采用sol-gel法获得Al_2O_3改性的BFN复合粉体,于1150℃两步烧结3 h获得复合陶瓷,研究了Al_2O_3添加对BFN陶瓷微观形貌和介电性能的影响。结果表明:BFN·x Al_2O_3(x=4wt%,6wt%,8wt%)复合粉体颗粒分布均匀,粒径约为50 nm。Al_2O_3的加入可明显降低陶瓷的烧结温度。Al_2O_3添加量为4wt%的复合陶瓷有高的介电常数,较小的介电损耗和良好的温度稳定性。BFN·x Al_2O_3复合陶瓷中存在的介电弛豫行为符合Arrhenius定律,是一个热激活过程,随着x的增加,复合陶瓷的激活能逐渐增大,这与无定形Al_2O_3增加了陶瓷的弛豫势垒,使界面极化减弱相关。

SrFe0.5Nb0.5O3双钙钛矿Sr空位最大值研究

以算数平均求解有效离子半径为基础,通过容忍因子极值方法与化合价守恒两种方法共同获得SrFe0.5Nb0.5O3双钙钛矿Sr空位的最大值.结果表明,容忍因子极值方法获得的SrFe0.5Nb0.5O3双钙钛矿Sr空位最大值为0.2836,但是考虑到化合价守恒之后,Sr空位最大值确定为0.25.Sr空位最大值的获得有助于我们理解Sr空位调控物理性能的最大程度.