CaCu_3Ti_4O_(12)多晶块体的巨介电常数研究

采用固相法制备了Ca Cu3Ti4O12多晶块体,研究了其介电常数随温度和频率的变化。结果表明,在温度为300 K、频率为1 k Hz时,多晶块的介电常数高达14 000;频率为1 k Hz时,介电常数基本不随温度的变化而改变。动态变化的极化弛豫使Ca Cu3Ti4O12多晶块具有巨介电常数,混合价Ti离子导致极化子的热激活使Ca Cu3Ti4O12多晶块的介电特性出现反常效应。

CaCu_3Ti_4O_(12)多晶块材的巨介电常数

采用固相反应法制备了CaCu3Ti4O12单相多晶块材,系统地研究了其介电常数与温度(ε(T))和频率(ε(f))的依赖关系．结果表明,CaCu3Ti4O12多晶块材在温度为300 K、频率为1 kHz时,ε高达14000;在1 kHz、100-340 K温区内ε的数值基本不变．CaCu3Ti4O12多晶块材的介电特性很难用位移型铁电体的相关理论描述,可能源于在纳米尺度的畴区内极化弛豫的动态变化．在1 kHz交流电场作用下,温度低于100 K时,CaCu3Ti4O12多晶块材ε的急剧下降与其中氧空位引起Ti离子变价所产生的极化子的热激活相关．

相含量与晶粒半导化对CaCu_3Ti_4O_(12)介电性能的影响

在25-355K温区范围内测定了陶瓷样品的介电性能；用XRD测量了其结构；分别考察了介电常数与晶相含量、测试频率间的关系．结果表明：样品的晶相含量对其介电性能的影响不是惟一的，当相对晶相含量较低时，晶相含量与CaCu3Ti4O12相对介电常数成正比；当相对晶相含量较高时，晶粒半导化程度对CaCu3Ti4O12的介电性能有明显的影响，半导化程度越高，其宏观介电常数也越大．

Cu掺杂CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷的介电性能和晶界特征

采用传统的固相反应工艺制备了Cu掺杂的CaCu3Ti4O12(Cu-CCTO)陶瓷。采用Schottky热电子发射模型研究了其晶界特征。研究了保温时间对Cu-CCTO陶瓷的介电性能和晶界特征的影响。结果表明:保温时间从1 h延长到30 h,Cu-CCTO陶瓷在100 kHz下的介电损耗保持在0.135,相对介电常数由3 600增至20 000以上。随着保温时间的延长,Cu-CCTO陶瓷的I-V非线性系数由1.8增至3.37,但击穿电场强度却由1 500 V/cm降至约700 V/cm。随着保温时间的延长,Cu-CCTO陶瓷的势垒高度和耗尽层宽度均增加。

BaTiO_3与CaCu_3Ti_4O_(12)的介电性能比较

分别采用溶胶一凝胶法和固相反应法制备BaTiO3纳米粉体和CaCu3Ti4O12多晶块材，并系统地研究两者的介电性能。实验结果表明：BaTiO3体相陶瓷的介电性能受温度的影响较大，当频率在200～150000Hz范围内变动时，其室温介电常数￡最高达2967，具有很好的频率稳定性、介电损耗小，可用来制作某些电子元件；然而CaCu3Ti4O12多晶块材的介电常数￡在（1kHz，300K）时高达14000，并在100～350K的温区内基本保持恒定，具有极好的温度稳定性。因此，在现实的应用过程中，CaCu3Ti4O12，多晶块材以高介电常数、受温度影响变化小、介电损耗小等优点而更具应用前景。

高介电材料CaCu_3Ti_4O_(12)的制备方法及性能研究

采用固相反应法制备实验所需的多晶样品,综述CaCu3Ti4O12材料反常巨介电特性的理论和实用意义,给出CaCu3Ti4O12的结构示意图和X射线衍射(XRD)谱,评述制备不同维度Ca-Cu3Ti4O12材料的常规制备方法、优缺点及低温下介电性能的测定方法。分析表明,烧成工艺、温度、内部阻挡层电容数目直接对CaCu3Ti4O12(CCTO)的相对介电常数产生影响。

偏化学计量比熔盐法合成Bi_4Ti_3O_(12)晶化过程研究

用示差扫描量热-热重分析(DSC-TG)、X射线衍射(XRD)、场致发射扫描电子显微镜(FESEM)等表征方法对不同化学计量比熔盐法合成Bi4Ti3O12(BTO)晶化过程进行了分析。结果表明,不同化学计量比熔盐法合成Bi4Ti3O12的晶化过程完全不同:富Bi组分晶化过程中间相为Bi12TiO20、Bi2Ti2O7、Bi2O2.75;化学计量比组分晶化过程中间相为Bi2O2.75、Bi2Ti2O7;富Ti组分晶化过程中的中间相为Bi2O2.75、Bi2Ti4O11。

熔盐法制备Ca_(0.9)La_(0.2/3)Cu_3Ti_4O_(12)陶瓷粉体及其介电性能研究

以CaCO3,CuO,TiO2,La2O3为反应物,NaCl,KCl为熔盐,通过熔盐法分别在700、750、800、850℃条件下合成Ca0.9La0.2/3Cu3Ti4O12陶瓷粉体。利用XRD和SEM分别对陶瓷粉体的物相结构和微观形貌进行了分析,并对其介电性能进行了测试。实验结果表明,随着合成温度的升高,陶瓷粉体的钙钛矿相含量逐渐增大,与传统固相法相比,熔盐法制备的粉体无团聚现象,耗时少。Ca0.9La0.2/3Cu3Ti4O12粉体制备的陶瓷在1 000℃烧结、测试频率在100 Hz^10 kHz时,获得优良的介电性能:介电常数大大超过104,介电损耗在0.1~0.47之间。

溶胶-凝胶法制备Ca_(0.9)La_(0.2/3)Cu_3Ti_4O_(12)陶瓷及电性能研究

以Ca(NO3)2.4H2O、Cu(NO3)2.3H2O、La(NO3)3、Ti(OC4H9)4为先驱体,利用溶胶-凝胶法合成了Ca0.9La0.2/3Cu3Ti4O12陶瓷粉体,研究了不同物相和粒径粉体的烧结特性以及陶瓷的介电性能和非线性性能。结果表明:干凝胶的煅烧温度低于450℃时,所得粉体主要为无定型态;煅烧温度超过500℃后,晶相开始大量形成;当以无定型粉体或500℃煅烧获得的细小粒径粉体为原料时,均难以获得致密结构的陶瓷;形成完整的粉体原料晶相以及粒径的增大,有利于陶瓷体的致密烧结及电性能的提高。粒径为250～350 nm的陶瓷粉体,在1050℃烧结后获得良好的电性能:介电常数εr=42748,非线性系数α=3.55。

溶胶-凝胶法制备Na_(1/2)La_(1/2)Cu_3Ti_4O_(12)粉体及陶瓷的结构与巨介电性研究

采用溶胶-凝胶法制备Na_(1/2)La_(1/2)Cu_3Ti_4O_(12)(NLCTO)粉体和陶瓷样品,探讨不同Ti^(4+)浓度、pH值和水含量对NLCTO粉体和陶瓷结构的影响。结果表明在Ti^(4+)浓度为0.75~1.0mol/L,pH=0.3~1.3,[H_2O]/[Ti^(4+)]=11∶1的条件下制备的干凝胶在800℃预烧后,粉体分散程度较好,颗粒均匀。在获得优越NLCTO粉体基础上制备的陶瓷材料介电常数约可达到1.9×10~4以上,介电损耗降低到0.039。

阻挡层电容对ACu_3Ti_4O_(12)巨介电性能的影响研究

用固相反应法成功地制备了ACu3Ti4 O1 2 (A =Ca ,La,Y)系列陶瓷 ,在 5 0— 30 0K温区内测量了样品的介电性能 ,分析了交流电导与外场频率、温度的关系 .发现在相同组分的CaCu3Ti4 O1 2 晶体中相对含量大于等于 0 776时 ,样品的相对介电常数可达 10 4 ;而A位上价态为 3+的化合物La2 3Cu3Ti4 O1 2 和Y2 3Cu3Ti4 O1 2 相对介电常数仅为 10 3.分析表明 ,样品中内部阻挡层电容数目的多少直接对ACu3Ti4 O1 2 的相对介电常数产生影响 .电导与温度及频率的关系是由电子。

晶化时间对水热法制备钛酸铋纳米粉体的研究

采用分析纯Bi(NO3)3·5H2O和TiCl4为原料,以NaOH为矿化剂,在反应温度为230℃的水热条件下,研究了晶化时间对Bi4Ti3O12物相结晶性能的影响。XRD表明在晶化时间不少于240min的条件下,才能合成纯的Bi4Ti3O12单一物相,并随着晶化时间的延长,Bi4Ti3O12的晶粒有所长大。通过红外光谱、比表面积和TEM等性能表征,探讨了钛酸铋的水热合成机理,用原位生成机理和溶解 再结晶机理解释了钛酸铋的水热生长过程。

溶胶-凝胶法制备NLCTO陶瓷的结构和介电性能

采用溶胶-凝胶法制备Na_(1/2)La_(1/2)Cu_3Ti_4O_(12)(NLCTO)陶瓷,并对烧结温度对其微观结构和介电性能的影响进行研究。实验结果表明,在1085℃和1095℃烧结5 h后,NLCTO陶瓷表现出高的密度,均匀的显微组织,高的介电常数(1.0~2.0×10~4)和低的介电损耗,特别是在烧结温度为1095℃时,陶瓷的介电损耗约0.044,且拥有好的频率稳定性。

钛酸铜镧粉末及陶瓷的制备、结构及介电性能研究

采用溶胶-凝胶法制备La_(2/3)Cu_3Ti_4O_(12)(LCTO)粉末和陶瓷,详细研究了溶胶条件对LCTO粉末和陶瓷的显微结构的影响。结果表明溶胶条件在Ti^(4+)浓度为1.0 mol/L,pH=0.3,[H_2O]/[Ti^(4+)]=5.6的条件下制备LCTO的粉末分散程度较好,颗粒均匀。当在1100℃下烧结保温10 h后制备的LCTO陶瓷显示出较大的晶粒尺寸、高的致密度以及高的晶界电阻(1.95×10~5Ω·cm)。另外,在保持高达(0.92~1.6)×10~4的巨介电常数同时,介电损耗降低至0.041。模拟计算LCTO陶瓷的晶界电导激活能为0.664 eV和0.893 eV。