Pb(Sc_(1/2)Ta_(1/2))O_(3)铁电陶瓷的制备及热膨胀性能研究

由于Pb(Sc_(1/2)Ta_(1/2))O_(3)弛豫铁电陶瓷较高的烧结温度易导致Pb挥发,固相法制备难。首先,采用钨锰铁矿法合成纯相结构的ScTaO4和Pb(Sc_(1/2)Ta_(1/2))O_(3)粉体。其次,分别采用直接埋烧法、PbO过量法、两步烧结法对陶瓷的制备工艺进行探索。最后,对陶瓷的热膨胀性能进行分析。结果表明:直接埋烧法和PbO过量法产生了大量焦绿石相和钽氧化物,合成的主晶相较少。两步烧结法有效抑制了Pb的挥发,制备的陶瓷以立方钙钛矿相为主。随温度升高,热应变呈现升高趋势,在-150~150℃内,其值为正。热膨胀率与温度的关系图为V型,约为-30℃时热膨胀系数最低,其值为负。

Pb(In_(1/2)Nb_(1/2))O_(3)-Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3)弛豫铁电薄膜厚度尺寸效应研究

新一代弛豫铁电薄膜Pb(In_(1/2)Nb_(1/2))O_(3)-Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3)(PIMNT)因兼具优异的电学性能与高的相变温度,在国内外获得广泛关注.为了探究不同薄膜厚度对PIMNT薄膜的结构及电学性能的影响,通过溶胶凝胶法制备了150 nm~1μm不同厚度的PIMNT薄膜,对其形貌结构以及电学性能进行了对比研究,在此基础上进一步研究了极化对其电学性能的影响.实验结果表明:随着厚度的增加,薄膜介电常数先增加后略有降低,剩余极化强度先增大后减小,矫顽场逐渐增大;在极化电压为18 V、极化温度和时间分别为100℃和5 min时,1μm厚度PIMNT薄膜的介电常数和损耗在100 Hz下分别为1009和0.022,室温下的热释电系数达6.85×10^(-4) C∙m^(-2)∙K^(-1),是目前主流的锆钛酸铅(PZT)薄膜的3倍左右.

氧化铅含量对富铅气氛烧结的Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3)O_(3)基陶瓷介电性能的影响

从不同含量的PbO初始粉体出发并在烧结时维持铅气氛的情况下,用二次合成法制备了0.75Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.15BaTiO3-0.10PbTiO3三元系固溶体陶瓷,研究了初始粉体中不同的氧化铅含量对在铅气氛条件下烧结的该体系陶瓷的介电性能的影响。实验表明在富铅气氛的作用下,微量氧化铅欠缺的初始粉体所制备出的陶瓷具有较好的介电性能,尤其是当初始粉体中氧化铅欠缺5%时的陶瓷具有最大的峰值介电常数。

铁和钴对ZCuSn3Zn8Pb6Ni1合金组织及性能的影响

在ZCuSn3Zn8Pb6Ni1铸造青铜的基础上添加了一定比例的铁和钴元素,研制了ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金。结果表明:添加1%～3%铁和0.5%～1.5%钴后,铸造组织由典型的枝晶组织变为等轴晶组织,晶粒平均直径由3mm以上细化到20～60μm,晶粒细化到1%以下;抗拉强度由180～230MPa提高到400～450MPa,而伸长率仍保持在20%以上;消除了锡的宏观偏析。

铁含量对ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金组织与性能的影响

采用砂型铸造方法,制备了不同Fe含量的ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金。利用光学显微镜、拉伸测验、SEM和EDS能谱等分析测试手段,研究Fe含量对合金组织与性能的影响。结果表明：合金组织以α-{Cu,Sn,Zn}为基体,并存在硬脆相δ-Cu10Sn3,铅以单质形式析出;强化析出相主要有α-Fe和γ-Fe,以及CoCu2Sn、Fe3Co7、Fe4Zn9等;强化机制符合Orowan机制;当铁含量为1wt%时,以细小弥散颗粒状析出为主（平均直径5-15nm）,抗拉强度和伸长率分别为350MPa和12.5%;随着铁含量的增加,除细小弥散析出外,较大颗粒状和粗大颗粒析出数量增多,析出物平均直径增大,综合力学性能指标大幅下降;当铁含量为4wt%时,析出颗粒尺寸达到4-10μm,晶界富集粗大析出相,伸长率下降到5%。

Pb(Zr0.53Ti0.47)O3/AlxGa1-xN/GaN异质结构的电容-电压特征（英文）

通过在调制掺杂Al0 2 2 Ga0 78N/GaN异质结构上淀积Pb(Zr0 53 Ti0 4 7)O3 (PZT)铁电薄膜 ,我们发展了一种基于AlxGa1-xN/GaN异质结构的金属 铁电 半导体 (MFS)结构。在高频电容 电压 (C V)特性测量中 ,发现Al0 2 2 Ga0 78N/GaN异质界面二维电子气 ( 2DEG)的浓度在 -1 0V偏压下从 1 5 6× 1 0 13 cm-2 下降为 5 6× 1 0 12 cm-2 。由于PZT薄膜的铁电极化 ,在 -1 0V偏压下可以观察到宽度为 0 2V的铁电C V窗口 ,表明在没有铁电极化方向反转的条件下 ,PZT/AlxGa1-xN/GaNMFS结构也能出现存储特性。因为 2DEG带来的各种优点 ,可以认为AlxGa1-xN/GaN异质结构在以存储器为目标的MFS场效应晶体管中有重要应用。

弛豫型铁电陶瓷(1-x)Pb(Sc_(1/2)Ta_(1/2))O_3-xPbTiO_3研究进展

钽钪酸铅陶瓷具有优良的介电、压电和铁电性能,但烧成温度高、居里点较低。为降低钽钪酸铅陶瓷的烧结温度并提高其居里点,人们合成了钽钪酸铅-钛酸铅(简称PSTT)材料体系。该文综述了弛豫型铁电陶瓷PSTT体系在相图与结构、制备和性能等方面的研究进展,探索了一种合成PSTT陶瓷新工艺,介绍了PSTT材料体系的重要应用领域。

0.91Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3)O_3-0.09PbTi0_3的析晶行为及助溶剂法生长

研究了0.91Pb(znl/3Nb2/3)O3-0.09PbTiO3(PZNT91/9,摩尔分数)在不同组分和配比熔盐中的析晶行为及其对晶体生长的影响。发现B2O3,PbF2等助溶剂不利于钙钛矿相的析出;而BaTiO3-PbO复合体系虽然能够促进钙钛矿相析出,但晶体析出量很少;只有适当比例的。PbO助溶剂比较适合于生长具有铁电性的钙钛矿相PZNT91/9单晶。助溶剂法生长的工艺参数为:溶质与PbO助溶剂的摩尔比为l:l,泡料温度1 150-1 200℃,泡料时间10 h,晶体生长时降温速度0.8-2℃/h,当温度降到900℃时停止生长,以50℃/h快速冷却至室温。所得晶体为琥珀色,最大尺寸达φ30 mm×15 mm,其压电系数和机电偶合系数分别为2000 pc/N和0.92。

Pb(Fe_(2/3)W_(1/3))O_3的制备及其介电性能研究

本文采用半化学法 ,即硝酸铁代替传统氧化物混合法中的三氧化二铁与PbO和WO3 浆料混合 ,经 85 0℃ ,2h预烧 ,一步合成了钙钛矿单相的Pb(Fe2 3 W1 3 )O3 (PFW)预烧粉体 ;再经 870℃和 2h烧结 ,得到了纯钙钛矿相的PFW陶瓷 ,其理论密度大于 98% ,在 1kHz时的最大介电常数εmax为 80 0 0 ,高于二次合成法和传统氧化物法制备的PFW陶瓷 。

67 Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-33PbTiO_3单晶90°铁电畴光学研究

采用偏光显微镜观察了６７Ｐｂ（Ｍｇ_（１／３）Ｎｂ_（２／３））Ｏ_３－３３ＰｂＴｉＯ_３固溶体铁电单晶在室温时 ９０°铁电畴结构．铁电畴结构与晶体质量有关，在正交偏光显微镜下光学透明晶体中存在着尺 寸为２～３ｍｍ的均匀大畴，不同极化方向的大畴重叠形成雾状区，使晶体表现出光学质量宏观 不均匀．在光学质量差的雾状晶体中则存在着 ０．１ｍｍ宽的｛１１０｝型带状孪生畴，使晶体形成 表面浮凸，带状畴内还存在着９０°亚畴．并对这些畴的形成作了讨论．

离心对ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金析出相行为的影响

采用真空熔炼-离心铸造工艺制备出ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金试样。利用专用图像分析软件确定试样的晶粒度,并通过光学显微镜、TEM等分析手段,研究了离心对析出相行为的影响。结果表明:与常规铸造工艺相比,离心铸造使得平均晶粒直径由88～125μm降低到44～62μm,晶粒细化明显;析出相分布呈双峰分布,与非离心相比,离心条件下粗大析出相明显细化,细小析出相变化不大,且与基体间保持共格或半共格关系;离心压力对金属组织性能的影响主要原因是离心压力降低了临界晶核形核功,提高了扩散激活能,使晶粒细化。

Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3)O_3-PbTiO_3晶体组分对结构与性能的影响

用熔体Modified Bridgman法生长出尺寸直径40 mm长度80 mm的弛豫铁电单晶PMNT90/10,表明该方法不仅适合在准同型相界(MPB)附近生长PMNT单晶,也适合生长PT含量很低的PMNT单晶.在生长出的PMNT90/10晶体中,铁电相与顺电相两相共存,并呈现亚微畴结构特征.随着晶体组分由PMN组元变化到MPB组分附近,PMNT的电畴结构呈现微畴-亚微畴- 不规则宏畴-规则宏畴演化系列,而介电弛豫特性则逐步弱化.PMNT固熔体的电学性能依赖于晶体组分,(001)切型PMSNT90/10晶体的压电常数d33约80 pC/N,显著低于MPB附近组分,但其介电常数ε达到12600,明显高于后者.

溶胶–凝胶法制备Pb(Zr_x,Ti_(1–x))O_3薄膜研究进展

Pb(Zrx,Ti1-x)(PZT)铁电薄膜因具有优良的铁电性、压电性、热释电性和声光性能而受到广泛关注,其电、光性能与其制备过程密切相关。简要介绍了PZT薄膜制备工艺流程,系统地从前驱体溶液、摩尔比r(Zr:Ti)、热处理工艺、电极材料以及掺杂改性等五个方面概述了sol-gel法制备PZT薄膜的研究进展,并指出了目前sol-gel法制备PZT铁电薄膜研究中存在的一些问题以及未来的研究方向。

热处理对ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo在3.5%NaCl溶液中腐蚀行为的影响

利用真空离心铸造方法制备的ZCuSn3Zn8Pb6NilFeCo合金试样，经850-900℃下保温1．0～3．0h后水淬固溶处理，随后在时效处理温度450、500、550、600℃下分别保温4h，通过静态浸泡腐蚀试验后，用XRD、SEM分析研究了时效工艺对合金在3．5％NaCl溶液中的耐蚀性能及腐蚀行为的影响。结果表明：ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金以α-{Cu，Sn}为基体，存在硬脆δ-Cu10Sn3相，强化析出相主要有α—Fe、γ-Fe、CoCu2Sn、Fe3CO7、Fe4Zn9等，铅以单质形式析出；ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金在3．5％NaCl溶液中具有良好的耐待蚀性能；腐蚀机理为氧去极化反应，表现为脱铁、脱铅的点蚀形态，同时具有全面腐蚀的特征；腐蚀产物主要有三类，一类是与Fe元素有关的腐蚀产物，另一类则与Pb有关的腐蚀产物，还有一类是Cu的氧化物；ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金中的δ-Cu10Sn3具有较强的耐腐蚀能力。

Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3基陶瓷预合成和烧结工艺的研究

基于Swartz and Shrout的二次合成法,采用改进的两步法,将部分原料预合成,一次烧结合成具有100%钙钛矿结构的75Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3-10PbTiO_3-15BaTiO_3固溶体陶瓷。首先一次性称量PbO,然后和ZnNb_2O_6混合,在660～800℃预合成,将预合成产物粉碎后再与TiO_2和BaCO_3按化学计量称量,充分混合后,在1060～1140℃保温1～2h烧结成陶瓷试样。实验结果表明:改进的两步法工艺能够将预合成温度降为660℃,烧结温度能被拓宽到80℃获得100%钙钛矿结构的固溶体陶瓷。不同于传统的预合成和烧结,改进的两步法工艺简单、有效,在预合成阶段没有形成钙钛矿相,烧结阶段陶瓷的成瓷和致密化同时进行,完成了中间相向钙钛矿相的转变,获得了介电性能优良的陶瓷试样。

磁控溅射制备(Pb_(1-x)Sr_x)TiO_3系铁电薄膜的实验研究

钛酸锶铅 ((Pb1 -xSrx)TiO3,PST)固溶体材料是一种性能优良的钙钛矿型铁电材料 ,其形成铁电相的温度较低 ,且易于和半导体工艺结合 ,应用潜力较大。本文采用磁控溅射法制备了PST薄膜 ,并初步研究了其介电和铁电特性。结果表明 ,磁控溅射得到的PST薄膜必须进行一定的热处理 ,才能使之转变为具有铁电性的钙钛矿结构的铁电薄膜。其介电特性与测试频率有关 ,试样的饱和极化强度可达 19μC cm2 ,剩余极化强度可达 6 6 μC cm2 ,矫顽场强达 16kV cm ,热释电系数达10 - 4 C m2 ·K量级 ,表明所制备的PST薄膜具有良好的铁电性。

Pb（Ni_（1／3）Nb_（2／3））O_3－PbZrO_3－PbTiO_3三

对Ｐｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／３Ｏ３－ＰｂＺｒＯ３－ＰｂＴｉＯ３，即ｘＰｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－（１－ｘ）Ｐｂ（ＺｒδＴｉ１－δ）Ｏ３（０．２≤ｘ≤０．６，０．２≤δ≤０．５）三元系固溶体的压电性能进行了研究，结果表明材料压电活性较高的配方位于准同型相界（ＭＰＢ）附近，压电常数ｄ３１值可达２６０×１０－１２Ｃ／Ｎ．讨论了结构相变对压电性能的影响．

掺杂(Pb_(1-x)Sr_x)TiO_3系铁电陶瓷材料介电性能的研究

通过掺杂 ( Pb1-x Srx) Ti O3( PST)系铁电陶瓷的制备 ,初步研究了掺杂、烧结温度、测试频率等对 PST系陶瓷材料介电性能的影响。在相同的 Pb/ Sr配比下 ,La2 O3掺杂较同样份量的 Mn O2掺杂所制得的样片的温度系数要高 ,介电损耗要小 ,而适当高的烧结温度有利于其介电性能的改善。随着测试频率的增加 ,测得的材料介电常数略有下降 ,而居里温度与温度系数基本维持不变。

Pb(Zr_(0.53)Ti_(0.47))O_3/Al_xGa_(1-x)N/GaN异质结构的电容-电压特征(英文)

通过在调制掺杂Al0 2 2 Ga0 78N/GaN异质结构上淀积Pb(Zr0 53 Ti0 4 7)O3 (PZT)铁电薄膜 ,我们发展了一种基于AlxGa1-xN/GaN异质结构的金属 铁电 半导体 (MFS)结构。在高频电容 电压 (C V)特性测量中 ,发现Al0 2 2 Ga0 78N/GaN异质界面二维电子气 ( 2DEG)的浓度在 -1 0V偏压下从 1 5 6× 1 0 13 cm-2 下降为 5 6× 1 0 12 cm-2 。由于PZT薄膜的铁电极化 ,在 -1 0V偏压下可以观察到宽度为 0 2V的铁电C V窗口 ,表明在没有铁电极化方向反转的条件下 ,PZT/AlxGa1-xN/GaNMFS结构也能出现存储特性。因为 2DEG带来的各种优点 ,可以认为AlxGa1-xN/GaN异质结构在以存储器为目标的MFS场效应晶体管中有重要应用。

Pb_(1-x)Sr_xTiO_3固溶化合物及其热膨胀性

通过高温固相合成法合成Pb_(1-x)Sr_xTiO_3固溶化合物,用X射线衍射测定其固溶范围为0≤x≤1,晶胞参数随固溶度x连续变化,呈非线形关系;高温X射线衍射测定了x=0.0,0.15,0.20,0.50,0.90,1.0固溶化合物的结构,得出晶格常数与温度的关系,计算出相应的本征热膨胀系数,DSC分析表明,Pb_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3热力学性质稳定。