Nb_2O_5掺杂对PZN-PZT压电陶瓷微观结构和电性能的影响

研究了施主掺杂离子Nb^5＋对Pb（Zn1/3Nb2/3）0.2Ti0.4Zr0.4O3 （PZN-PZT） 压电陶瓷微观结构和电性能的影响. Nb2O5加入量为0.0%～1.0%, 样品制备采用钶铁矿前驱体方法. 通过扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）分析, 确定了Nb2O5在钙钛矿主晶格中的固溶限度为0.5%左右. 少量Nb2O5能够抑制晶粒生长, 并导致四方相向三方相转变和晶体四方度的降低;而过量Nb2O5对晶粒尺寸、相转变和晶格畸变没有显著影响. 材料的电性能随Nb2O5加入量的增加而呈现极值型变化, 最优电性能在固溶限度处.

Al_2O_3陶瓷/Nb钎焊接头残余应力场的有限元分析

利用有限元法,采用弹塑性理论对Al2O3陶瓷/Nb接头的应力场进行了数值模拟。得出了接头部位应力σx,σy和τxy的分布状态,研究发现在当接头界面结合良好时在界面附近的陶瓷侧的残余主应力(σ1)出现极大值,裂纹最有可能从此处开启,然后在残余主应力(σ2)的作用下向陶瓷内部延伸。

O_2在U和U-Nb合金表面吸附的XPS研究

采用Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）分析研究了２９８ Ｋ时Ｏ２在金属Ｕ和 Ｕ－Ｎｂ合金清洁表面的原位吸附过程，作为对照还研究了在纯 Ｎｂ表面的吸附吸附各阶段 ＸＰＳ图谱的变化揭示了Ｏ２在Ｕ，Ｎｂ和 Ｕ－Ｎｂ合金表面的吸附将导致ＵＯ２； ＮｂＯ和 Ｎｂ２Ｏ５等多种产物形成定量分析表明，Ｏ２在 Ｕ和 Ｕ－Ｎｂ合金表面的饱和吸附量大约分别为４５Ｌ和４０Ｌ（１Ｌ＝１．３３×１０－４ Ｐａ·ｓ），而Ｏ２在金属Ｎｂ上的饱和吸附量仅约为１０Ｌ．

Nb_2O_5对ZTM-Al_2O_3性能及ZrO_2增韧机制的影响

探讨了Ｎｂ２Ｏ５对ＺＴＭ－Ａｌ２Ｏ３的性能和ＺｒＯ２在瓷体中增韧机制的影响．发现Ｎｂ２Ｏ５的引入可明显提高瓷体中ｍ－ＺｒＯ２含量而降低ｔ－ＺｒＯ２含量，材料的机械性能也随Ｎｂ２Ｏ５添加量的增大出现了显著的改善，并且有韧性的平方正比于ｍ－ＺｒＯ２含量的关系．ｍ－ＺｒＯ２含量的增加强化了微裂纹增韧是材料性能改善的原因．

Nb_2O_5掺杂对TiO_2陶瓷性能的影响

在Nb2O5含量X为0．1～1．5％的范围内，研究了Nb2O5掺杂对TiO2压敏陶瓷电性能的影响。发现x=0．7％的样品显示出最低的压敏电压（Eb=8．57V／mm）以及最高的相对介电常数2．385×10^4。分析认为Nb2O5掺杂的实质是Nb^5＋固溶于TiO2中取代Ti^4＋使晶粒半导化，但掺杂量受晶格畸变作用有一定限制。

两步熔盐法制备片状NaNbO_3晶体

以分析纯Bi2O3、Na2CO3和Nb2O5为原料,采用两步熔盐法合成出片状NaNbO3。首先以NaCl为熔盐,在1100℃保温3 h合成出片状中间体Bi2.5Na3.5Nb5O18(简称BNN5)晶粒;然后以BNN5为模板晶粒,以NaCl为熔盐,在950℃保温3 h制备出片状NaNbO3。通过XRD和SEM分析表明:所制备的NaNbO3晶体为纯钙钛矿相,NaNbO3晶粒呈各向异性片状,其边长约为12μm,厚约为0.6μm,并探讨了BNN5转变为片状形貌NaNbO形成机理。

Ce掺杂对0.9Na0.5Bi2.5Nb2O9-0.1LiNbO3高温无铅压电陶瓷性能的影响

本文采用固相法制备了Ce掺杂的0.9Na0.5Bi2.5Nb2O9-0.1LiNbO3(NBN-LN+xwt%CeO2)层状高温无铅压电陶瓷;系统地研究了CeO2掺杂对NBN-LN陶瓷的物相、显微结构及电性能的影响;获得的样品均为居里点高于780℃的单一铋层状结构相陶瓷;当CeO2掺杂量x=0.75时,样品具有最佳电性能:d33=28 pC/N,kp=12.11%,tanδ=0.10%,Pr=9.50μC/cm2;且该组分陶瓷样品在700℃经退极化处理后,其d33仍保持在22 pC/N以上,表明该材料在高温领域下具有良好的应用前景。

SrNb_2O_6和SrNb_2O_6/Nb_2O_5复合物光催化降解甲基橙的研究

光催化剂SrNb_2O_6采用传统固相反应分别在合成温度为950℃(低温)和1400℃(高温)进行制备.通过XRD粉末衍射和UV-Vis吸收光谱分析,表征了样品的物相和光谱吸收特性.通过对高低温样品的测试和分析表明,高温样品具有单一的物相,而低温样品反应并不完全,是一个混合物.在SrNb_2O_6光催化活性研究中,常用的甲基橙被选作染料光降解模型,对比试验表明低温样品的光催化活性远高于纯相样品SrNb_2O_6或Nb_2O_5.经过讨论和分析,推断出低温产物中存在的异质结(SrNb_2O_6/Nb_2O_6)是提高光催化性能的根本原因.

原位热压合成Nb掺杂Al_2O_3/TiAl复合材料

利用Al-Ti-TiO2-Nb2O5体系的放热反应,原位热压合成了Nb掺杂Al2O3/TiAl复合材料。借助DTA结合XRD探讨了Al-Ti-TiO2-Nb2O5体系的反应过程,并采用XRD、OM和SEM研究了复合材料的物相组成及显微结构。结果表明:Al熔化的同时,体系发生了Al和Nb2O5的铝热反应,生成了NbO2和Nb等中间产物,并放出了较多热量,这些热量促使Ti和Al较早化合生成TiAl3,随即引发Al和TiO2较早的还原反应,进而促使材料在较低温度下致密烧结;产物由-γTiAl、α2-Ti3Al、Al2O3和NbAl3相构成,Al2O3颗粒分布于基体交界处,存在一定的团聚;Nb2O5的引入,对基体-γTiAl相和α2-Ti3Al相的的分布有一定的影响,使得基体晶粒细化,较好地改善了材料的力学性能。

Nb_2O_5对铁基合金激光熔覆层裂纹敏感性的影响

在45#钢基底上进行了铁基合金和铁基合金加Nb2O5的激光熔覆对比实验。通过工艺参数和Nb2O5含量的优选,获得了成形良好、无裂纹、组织致密均匀的高质量铁基激光熔覆层。采用渗透法观察熔覆层表面裂纹,利用金相显微镜和扫描电镜观察熔覆层横断面的显微组织,使用X射线衍射仪对熔覆层进行物相分析,并测试了熔覆层的硬度。分析结果表明,G312+0.6%Nb2O5(质量分数)熔覆层组织为细小的先共晶析出的碳化物等强化相均匀分布在由γ(Fe,N i)固溶体和多种金属间化合物组成的共晶体中,且生长方向不同。Nb2O5改善铁基熔覆层抗开裂能力的原因一方面是Nb占据晶界增强了晶界结合,另一方面,部分Nb2O5受C的还原作用生成NbC,先共晶析出,成为异质核,提高了凝固结晶过程中的形核率,使得熔覆层组织得以细化,且降低了熔体中的C浓度,减少了Cr(Fe)碳化物脆性相的体积分数,熔覆层韧性增强,裂纹敏感性降低。

Li_(1．0)Nb_(0．6)Ti_(0．5)O_3陶瓷的低温烧结及其微波介电性能

研究了以Li1．0Nb0．6Ti0．5O3(LNT)陶瓷为基体, B2O3-ZnO-La2O3(BZL)玻璃为烧结助剂的复合材料的低温烧结行为及微波介电特性．研究表明,BZL玻璃能有效降低LNT陶瓷的烧结温度,掺入10wt％BZL玻璃的复合材料能够在900℃烧结致密．XRD与SEM分析结果表明,添加BZL玻璃的样品烧结后含有LNT和LaNbTiO6两种晶相,其中LaNbTiO6相是LNT与BZL玻璃在烧结过程中发生化学反应的产物．在LNT陶瓷中添加BZL玻璃使材料的介电常数和品质因数下降,但有助于减小体系的谐振频率温度系数．掺入10wt％BZL玻璃的复合材料在900℃烧结2h后获得了比较满意的微波介电特性:介电常数k≈58,品质因数Q×f≈4800GHz,谐振频率温度系数τf≈11×10-6／℃．

白云鄂博东部接触带含铌白云岩矿物组成及Nb_2O_5赋存状态的研究

为较好地利用白云鄂博矿的铌资源,对白云鄂博东部接触带含铌白云岩的矿物组成及Nb2O5的赋存状态进行了研究,结果表明,该白云岩中的主要工业铌矿物为铌钙矿、黄绿石和铌铁矿,这3种矿物的Nb2O5占有率高达92.10%,且它们与铁矿物及主要脉石矿物的磁性或密度有较大差异。据此,采用重选—反浮选—弱磁选—酸浸工艺进行选矿试验,获得了含Nb2O536.48%的铌精矿和含铁65.42%、含Nb2O51.15%的低铌铁精矿。研究成果为白云鄂博铌资源的开发利用提供了重要的依据。

水基流延制备Li_(1.075)Nb_(0.625)Ti_(0.45)O_3微波介质陶瓷基片

以聚乙烯醇水溶液为粘结剂,乙二醇为增塑剂,聚羧酸铵盐为分散剂,通过水基流延工艺制备了Li1.075Nb0.625Ti0.45O3(LNT)微波介质陶瓷基片。对Li1.075Nb0.625Ti0.45O3微波介质陶瓷水基流延浆料流变特性的研究表明,当分散剂用量为0.6 wt%,粘结剂用量为5 wt%,增塑剂用量为10 wt%时,流延浆料分散稳定性良好,呈现典型的剪切变稀型流体特性,满足流延成型工艺的要求。采用该配方制备的Li1.075Nb0.625Ti0.45O3水基流延基片力学性能良好,基片的微观结构均匀。

层状类钙钛矿结构新铌酸盐KSr_2Nb_3O_(10)

一些铌酸盐具有优良的压电、铁电性能及较大的非线性光学效应，因此铌酸盐的人工合成、结构与性能的研究受到重视［１，２］，１９９５年ｄｅＡｒａｕｊｏ等人报道了类钙钛矿结构含铋层状铌酸盐化合物的铁电薄膜具有抗疲劳特性，并具有很好的信息存储寿命和较低的漏电流，...

棒状Sr_(0.4)Ba_(0.6)Nb_2O_6陶瓷粉体的合成

以K2SO4为熔盐采用熔盐法合成了棒状的Sr0.4Ba0.6Nb2O6粉体,并与用KCl-NaCl为熔盐合成的Sr0.4Ba0.6Nb2O6粉体做了对比,讨论了合成温度和熔盐种类对粉体晶粒形貌和尺寸大小的影响。结果表明:合成温度为1300℃,以K2SO4为熔盐,采用熔盐法可以合成较好晶形的Sr0.4Ba0.6Nb2O6粉体。

K_4CuNb_8O_(23)掺杂对K_(0.44)Na_(0.52)Li_(0.04)Nb_(0.86)Ta_(0.10)Sb_(0.04)O_3压电陶瓷性能的影响

采用固相反应法制备了K0.44Na0.52Li0.04Nb0.86Ta0.10Sb0.04O3+xmol%K4CuNb8O23(0≤x≤2)(简称LF4-KCN)无铅压电陶瓷,使用XRD、SEM、Agilent4294A精密阻抗分析仪等对该体系的相组成、显微结构、压电及介电等性能进行表征。XRD分析表明,随着KCN含量的增加,室温时样品由四方相向正交相转变,且当x≥1时,出现K6Li4Nb10O30杂相。SEM分析表明,掺入KCN后,样品晶粒尺寸减小,晶粒轮廓清晰。随着KCN含量的增加,在100℃附近的介电常数温度曲线上出现第二介电常数极大值,即正交→四方铁电相变温度TO-T,同时居里温度TC向低温方向移动。KCN掺杂量对LF4的电性能有很大影响,表现为"硬性"掺杂,其压电常数d33,平面机电耦合系数kp,1kHz频率下的介电损耗tanδ和介电常数εr均随着KCN含量的增加而降低,而机械品质因素Qm整体提高,样品的密度也显著增大。

TeO_2-Nb_2O_5系统玻璃的成玻性能研究

TeO2 是一种线性和非线性光学性能优良、但无法单独形成玻璃的重金属氧化物玻璃系统 ,Nb2 O5的引入有利于获得均匀而稳定的碲酸盐系统玻璃。研究发现 ,Nb2 O5的引入会改变TeO2 Nb2 O5系统玻璃中Te4 + 、Nb5+ 的配位数 ,进而对玻璃的结构和成玻能力、稳定性以及析晶性能均产生明显的影响。含有 2 0 30wt%Nb2 O5的碲酸盐系统玻璃表现出较好的综合品质。

V_2O_5和Li_2CO_3共掺杂对Mg_4Nb_2O_9陶瓷烧结行为及微波介电性能的影响

采用固相法,制备了Mg4Nb2O9(MN)微波介质陶瓷,研究了V2O5和Li2CO3共掺杂对Mg4Nb2O9陶瓷烧结行为、相结构、显微结构和微波介电性能的影响.结果表明,采用1.5%V2O5和1.5%Li2CO3共掺杂,能够将Mg4Nb2O9(1 350℃)陶瓷的烧结温度降至925℃,且有助于Mg4Nb2O9单相的形成.3.0%(V2O5,Li2CO3)共掺杂样品在925℃空气中烧结5 h可获得良好的微波介电性能(介电常数为13.7,品质因数为77 975 GHz).

Mn改性Na(0.5)Bi(2.5)Nb2O9高温压电陶瓷的研究

采用固相法获得了Mn改性的Na0.5Bi2.5Nb2O9（NBN＋xmol%MnCO3,0≤x≤10.0）铋层状压电陶瓷,并系统地研究了Mn（掺杂）对NBN基陶瓷显微结构与电性能的影响.结果表明,所有获得的样品都是居里点在700℃以上的单一相铁电体.加入Mn显著地提高了NBN系列陶瓷的机械品质因素Qm,明显改善了陶瓷的压电与机电性能.当MnCO3掺杂量为8.0mol%时,陶瓷获得最佳电性能：tanδ=0.749%,d33=20 pC/N,Qm=3120,kp=12.37%,kt=21.09%,Pr=7.01μC/cm2.NBN＋xmol%MnCO3（x=8.0）陶瓷经700℃退极化处理后,其d33保持为原来的75%（~15 pC/N）,表明该材料在高温领域下具有良好的应用前景.

试样尺寸对Al_2O_3陶瓷/Nb钎焊接头应力场分布的影响

采用数值模拟的方法研究了试样尺寸对Al2O3陶瓷和Nb 钎焊接头残余应力场分布的影响,研究发现试样尺寸变化会对接头的残余应力场产生一定的影响。当试样尺寸在高度H 方向上不断增加时,残余应力分布趋势基本不变,只是应力峰值有所增加,且当高度H 增加到一定值时(在本研究中H=10 mm),其变化不再影响残余应力的分布,应力峰值不再增加。当试样尺寸在宽度W 方向上增加时,残余应力也是呈现不断增加的趋势,当试样宽度W 增加到25 mm后,残余应力峰值开始下降。所以适当增加试样尺寸可有效降低试样中残余应力分布,对接头设计有益。