KNb_(1-x)Ti_xO_(3-δ)固溶体的合成与表征

利用高温高压法首次合成了KNb1 -xTixO3-δ(x =0～ 0 .4)系列固溶体 ,并使用X射线衍射、TG DTA、Raman谱和交流阻抗谱等对样品的结构、热稳定性和导电性进行了表征。XRD结果表明 ,随掺杂量的增加 ,晶胞体积减小 ;Ti掺杂引起了固溶体结构的转变 ,x <0 .1 5的样品为正交钙钛矿结构 ,而x≥ 0 .1 5的样品几乎为纯四方相结构。Raman谱和DTA结果显示 ,Ti掺杂使四方相区宽化 ,并且随掺杂量的增加 ,相变温度逐渐下降。阻抗谱测量表明 ,所有样品均以离子导电为主 ,其中KNb0 .85Ti0 .1 5O2 .92 5的氧离子导电率最高 ,在 80 0℃时达到 5 .6× 1 0 - 3S·cm- 1 ,在测量温度范围内 ,电导率可以拟合成两条直线 。

KNb_(1-x)Mg_xO_(3-δ)的高温高压合成及输运性质研究

采用高温高压法制备了KNb1-xMgxO3 -δ(x =0 .0～ 0 .3)氧离子导电材料 ,使用XRD、TG-DTA及交流复阻抗谱对样品的结构和离子导电性进行了表征。实验结果表明 ,高压降低了合成温度 ,合成的KNb1-xMgxO3 -δ系列固溶体与其母体KNbO3 一样都为正交钙钛矿结构 ,晶胞参数随掺杂量的增加而略微增大。固溶体KNb1-xMgxO3 -δ具有离子导电特征 ,通过拟合阻抗谱数据获得了该材料晶粒电导、晶界电导和体电导率与温度的关系。样品的晶界电阻较高 ,晶界效应十分明显 ,离子跳跃传导可能在其输运机制中占据主导地位。在x =0 .1附近 ,电导率达到最大值 ,70 0℃时为 1.2× 10 - 3 S·cm- 1。

钙钛矿型氧离子导体KNb_(1-x)Mg_xO_(3-δ)的制备和表征

在高温高压 ( 4 0GPa ,870℃ )下合成了具有正交钙钛矿结构的KNb1 -xMgxO3-δ(x =0 0— 0 3 )系列固体电解质 ,并系统地研究了Mg掺杂对其结构相变和导电性的影响 .变温拉曼谱和DTA测量结果表明 ,随着温度的升高 ,KNb1 -xMgxO3-δ发生了结构相变 ,由铁电正交、四方相转变为顺电立方相 .由于Mg掺杂削弱了B位离子对自发极化的贡献以及A位离子与BO6 八面体间的耦合作用导致了居里温度下降 .其中KNb0 85Mg0 1 5O2 775的居里点大约下降 40℃ ,为 3 92℃ .阻抗谱测量表明 ,所有样品都具有离子导电特征 ,但晶界效应较强 ,电导主要由晶界决定 .通过掺杂 ,提高了样品的电导率 ,其中KNb0 9Mg0 1 O2 85的氧离子电导率最高 ,70 0℃时达到 1.2× 10 - 3S cm .

Pb的过量值对溶胶-水热法合成钙钛矿型PZT反铁电陶瓷粉体的影响

采用溶胶-水热法合成了具有单一钙钛矿结构的PZT反铁电陶瓷粉体。根据课题组前期的实验结果,选取的水热反应温度为180℃,水热反应时间为24 h,矿化剂KOH的浓度为3 mol/L,探讨了Pb的过量值对合成PZT陶瓷粉体的影响。实验发现,Pb的过量值过低,不足以补偿反应过程中Pb的损失量,A位的Pb缺失易导致PZT粉体结晶度的下降,颗粒结晶不完整。随着Pb过量值的增加,颗粒结晶增强,结晶也越完整。当Pb过量增加到10%时,实验获得了结晶良好的PZT粉体。因此,本实验Pb的最佳过量值为10%。