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.

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。

Nb_2O_5掺杂对高频MnZn功率铁氧体微结构和性能的影响

采用氧化物陶瓷工艺制备了高频MnZn功率铁氧体.从分析材料微观结构入手,研究了添加Nb2O5对MnZn铁氧体起始磁导率μi、电阻率ρ及高频功率损耗Pcv的影响,确定出适宜的Nb2O5添加量为(150～250)×10-6.

Nb_2O_5掺杂对BZT-BCT无铅压电陶瓷电性能的影响

采用固相合成法制备Nb2O5与MnO2掺杂0.5Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-0.5(Ba0.7Ca0.3)TiO3无铅压电陶瓷。通过XRD、SEM和准静态d33测试仪等手段研究了Nb2O5掺杂对陶瓷显微结构与电性能的影响。结果表明,含量为0.5 mol%的Mn4+和不同含量的Nb5+作为受主掺杂离子进入B位能完全固溶于BZT-BCT陶瓷,材料具有典型的钙钛矿型结构。Nb2O5掺杂量为0 mol%时,陶瓷有最佳压电性能,压电常数d33、机电耦合系数K p分别为335 pC/N、39.5%;掺杂量为2.0 mol%时,陶瓷具有最佳介电性能,介电常数ε、介电损耗tanδ分别为8738、1.19%。

Nb_2O_5掺杂NiFe_2O_4陶瓷材料的显微结构和导电性能

以NiO、Fe2O3和Nb2O5为原料,采用固相烧结法合成陶瓷粉体,通过等静压-气氛烧结法制备Ni1-xNbxFe2O4(x=0,0.02,0.05,0.07,0.10,0.20)陶瓷试样,并对其进行导电性能测试。通过XRD、SEM、EDX、FTIR和XPS等分析手段对材料的物相组成、显微结构和微区成分进行表征,研究Nb2O5掺杂对陶瓷材料显微结构和导电性能的影响。结果表明:Nb2O5掺杂抑制NiFe2O4基体中NiO相的出现,过量时生成FeNbO4相;适量掺杂(x=0.05)有利于消除晶界孔隙,提高陶瓷的烧结密度;与未掺杂试样相比,掺杂Nb2O5的NiF2O4陶瓷材料的导电性均得到很大改善,其中掺杂量x=0.05的Ni0.95Nb0.05Fe2O4陶瓷试样在1 233 K的电导率较纯NiFe2O4的提高60%。

Nb_2O_5掺杂对SrTiO_3陶瓷显微结构和微波介电损耗的影响

采用无压烧结工艺制备了Nb_2O_5掺杂SrTiO_3陶瓷,研究了Nb_2O_5掺杂量对SrTiO_3陶瓷相组成、显微结构和微波介电损耗的影响。结果表明:Nb_2O_5掺杂对SrTiO_3陶瓷的相结构没有产生明显的影响,但会在一定程度上阻碍样品的致密化,同时促进晶粒的生长。随着Nb_2O_5掺杂量的增加,SrTiO_3陶瓷的介电常数从296逐渐下降至230左右,温度系数从1.714×10-3℃-1逐渐下降至1.629×10^(-3)℃-1,Q×f值则先急剧升高,之后又慢慢下降。当Nb_2O_5掺杂量为0.15%(质量分数,下同)时,SrTiO_3陶瓷样品的介电损耗最低,Q×f可达6 281GHz,大约是纯SrTiO_3(1 145GHz)陶瓷样品的5.5倍(此时介电常数约为270,温度系数约为1.684×10^(-3)℃^(-1))。此外,对材料显微结构、介电常数、温度系数特别是介电损耗变化的原因进行了分析。

Nb_2O_5掺杂在高磁导率、低失真、低损耗MnZn铁氧体中的作用

用普通氧化物法研制高磁导率低失真TH10i软磁铁氧体材料。通过不同Nb2O5掺杂量的设计试验、数据分析,研究了Nb2O5掺杂量对材料性能的影响。实验结果表明,适量的Nb2O5添加可以降低高磁导率MnZn铁氧体的磁滞常数和比损耗因数,提高材料的综合性能。

掺杂Nb_2O_5对自生Al_2O_3强化TiAl复合材料结构的影响

采用原位反应热压法制备了自生Al2O3增强TiAl间金属化合物复合材料,通过第三元素(氧化铌)掺杂的形式,对其进行强化研究。采用DTA结合XRD分析对其反应过程进行了探讨。SEM,XRD及其它测试分析显示,引入氧化铌使铝热反应生成了更高的热能,材料能够在较低的温度下烧结。同时,Nb2O5的掺入对基体相生成比例(TiAl:Ti3Al)有一定的调控作用,也使材料中的自生氧化铝成分增强,对材料结构及性能产生了较大影响。

ZnO和Nb_2O_5共掺杂钛酸锶钡陶瓷的结构及其介电性能研究

采用固相反应法制备了ZnO、Nb 2 O 5共掺杂Ba 0.2 Sr 0.8 TiO 3陶瓷材料，并用X射线衍射（XRD）和介电谱方法，分别对系列陶瓷样品的结构和复介电常数进行了测量.结果表明：1）Zn2＋、Nb5＋进入Ba 0.2 Sr 0.8 TiO 3晶格后仍然为钙钛矿型固溶体；2）Nb 2 O 5会使得材料的低温弥散相变过程转变为弛豫相变过程，并在300～360K区域内会出现新的弛豫过程；3）掺入一定量的ZnO后Nb2O5掺入降低了Ba 0.2 Sr 0.8 TiO 3陶瓷材料的介电常数，增大了其介电损耗.

掺杂Nb_2O_5对RHP合成Al_2O_3-TiAl复合材料的影响

采用反应热压(RHP)工艺,利用Ti、Al、TiO2及Nb2O5之间的放热反应,在较低温度下制备了Nb2O5强化Al2O3/TiAl复合材料。借助XRD、OM及SEM等手段,考察了Nb2O5对Al2O3/TiAl复合材料的相分布及组织结构的影响。结果表明:材料产物由γ-TiAl、α2-Ti3Al、Al2O3和NbAl3相构成,Al2O3颗粒分布于基体交界处,存在一定的偏聚。Nb2O5的引入,使得γ-TiAl相含量减少,α2-Ti3Al相含量增大;基体晶粒有所细化,且分布逐渐趋于均匀。当Nb2O5的引入量(质量分数)为6%时,组织主要由α2-Ti3Al/γ-TiAl层片状晶团组成,出现了较完整的γ-TiAl晶粒,属于近片层(NL)组织结构,层片状晶团的尺寸小于50μm,γ晶粒尺寸小于5μm。力学性能测试表明,当Nb2O5的引入量(质量分数)为6%时,材料的抗弯强度达到最大值,约为593MPa,硬度为4·77GPa;断裂韧度达到最大值,为8·93MPa·m1/2,具有可接受的力学性能。

Nb掺杂下CaTi_2O_4(OH)_2片状结构的溶剂热制备及光催化性能研究

利用无水氯化钙-钛酸四正丁酯-无水乙醇体系,通过掺杂Nb用溶剂热法制备了Ca Ti_2O_4(OH)_2片状结构。利用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和比表面积测试仪(BET)对样品的显微结构和比表面积进行检测分析,并用紫外-可见吸收光度计分析了样品对光的吸收特性,研究掺入不同Nb量对Ca Ti_2O_4(OH)_2样品的物相结构、微观形貌以及其光催化性能的影响,并考察了不同光源对所制备样品性能的影响。实验结果表明:随着Nb掺杂量的增加,样品的结晶度逐渐增加,当Nb掺杂量为6%时,Ca Ti_2O_4(OH)_2片状结构结晶度达到最大值75.92%,此时在光源250 nm照射下光催化性能达到最优,进一步增加Nb掺杂量8%,光催化性能随之降低。这主要是样品的结晶度、能级和比表面积减小成为主导因素。

锂系铁氧体材料中Nb_2O_5的微量掺杂

用普通陶瓷工艺制备了Nb2 O5微量掺杂的LiTiAlMg多晶尖晶石铁氧体材料。测量了材料的饱和磁感应强度Bs,移相器插入损耗 ,介电常数ε,介电损耗tgδ等性能参数。实验表明 ,随Nb2 O5微量掺杂的增加 ,Li系铁氧体材料的电、磁损耗均明显下降 ,而材料的其它性能 (如居里温度、剩磁、饱和磁感应强度等 )基本保持不变 ,对此现象简要分析了原因。控制适当的Nb2 O5的掺入量 。

铌、钴掺杂BaTiO3及表面改性对BaTiO3/PVDF复合材料介电性能的影响

采用铌、钴氧化物共掺杂钛酸钡(BaTiO3,BT)制备铌钴钛酸钡(BTNC)粉体,采用硅烷偶联剂KH550对BTNC进行表面改性,制得改性铌钴钛酸钡(R-BTNC)粉体,再采用溶液共混法与聚偏氟乙烯(PVDF)制得BTNC/PVDF复合材料,并对复合材料进行了表征。研究结果表明,KH550能有效地改善填料在基体中的分散性和相容性,BTNC的加入使得PVDF中具有极化效应的β相增加,在102 Hz,R-BTNC用量为50%(体积分数)条件下,制得的R-BTNC/PVDF复合材料的介电常数为79.4,介电损耗为0.0520。

ZnO-Bi_2O_3-TiO_2-Nb_2O_5系列压敏陶瓷的微观缺陷和电学性能研究

研究了Nb2O5含量对ZnO-Bi2O3-TiO2-Nb2O5系列压敏陶瓷微观缺陷和电学性能的影响。电性能测试和正电子湮没技术研究结果表明,含0.2mol%Nb2O5的ZnO-Bi2O3-TiO2-Nb2O5压敏陶瓷的晶界缺陷最少,压敏电压最低。当Nb2O5含量超过0.2mol%时,ZnO压敏陶瓷样品中的晶界缺陷增加,压敏电压升高。

半导体乙醇传感器的湿度影响与氧化铌的应用

详细考察了湿度对SnO2系半导体乙醇传感器的影响，实验表明：环境湿度会使三价金属氧化物掺杂的SnO2半导体材料灵敏度下降，其中以氧化镧掺杂的SnO2系乙醇传感器衰减严重，在相对湿度90％RH（25℃）的环境中3×10^-4体积分数的乙醇信号衰减率达到30％～40％，这种现象同样存在与In2O3和Al2O3掺杂体系的传感器上。以Nb2O5为掺杂剂的传感器体系湿度引起的灵敏度衰减轻微，用1．5％Nb2O5和0．5％La2O3配合使用的掺杂剂湿度影响较小，同时，传感器对乙醇灵敏度和选择性较好。

Nb和Ta掺杂四方YSZ机械性能及热性能的第一性原理研究

采用从头算平面波赝势方法结合电子交换关联能的广义梯度近似理论,对四方YSZ、Nb2O5掺杂YSZ(简写为Nb YSZ)、Ta2O5掺杂YSZ(简写为Ta YSZ)的晶体结构进行几何优化,得到体系的最稳定结构。然后利用胡克定律计算了四方YSZ、Nb YSZ、Ta YSZ的弹性常数,根据弹性常数分别获得了这三种结构的体模量、剪切模量、杨氏模量、声速、德拜温度和理论最低热导率等参数。研究结果表明:Nb2O5和Ta2O5掺杂均能降低YSZ的杨氏模量和理论最小热导率。从理论上证实Nb2O5和Ta2O5均是YSZ良好的掺杂剂,Ta2O5的效果好于Nb2O5。