掺Bi_2O_3,B_2O_3,V_2O_5和B_2CuO_4对Sm(Mg_(1/2)Ti_(1/2))O_3性质及显微结构的影响

实验添加多种助烧结剂于以固态反应法制备的钐镁钛微波介电陶瓷Sm(Mg1/2Ti1/2)O3,并研究对烧结体的相对密度、相变化、介电常数、频率温度系数(TCF)、品质因子及微观结构性质的影响。尝试分别加入10 mol%的Bi2O3、B2O3、V2O5及B2CuO4可有效降低陶瓷孔隙率使其致密化,更可大幅下降块材烧结温度,使之可以顺利导入低温共烧陶瓷制程(Low-Temperature Co-fired Ceramics;LTCC),但会破坏钙钛矿晶体结构,引起材料微波特性降低。在实验中原料混合粉末以1 100℃煅烧2 h后研磨,再成型后以1 300℃烧结6 h。结果显示以添加Bi2O3具有最高的密度及Q×f与介电常数,达6.47 g/cm3和26 000 GHz及30.19。

Li(Mn_(1/3)Ni_(1/3)Co_(1/3))_(1-y)M_yO_2(M=Al,Mg,Ti)正极材料的制备及性能

采用液相共沉淀合成锰镍钴氢氧化物前驱体，在前驱体中掺入元素M（M=Al，Mg，Ti），与锂结合生成Li（Mn1／3Ni1／3Co1／3）0.98M0.02O2材料，结果表明掺杂可有效提高材料的循环性能。X射线衍射结果表明：随掺钛量增大（0≤y≤0．15），晶格畸变增大，半高宽变大，晶粒粒径增大；其中掺钛量y=0．1的材料电化学性能表现最好，以20mA／g电流充放电，在2．5～4．6V电压区首次放电容量可达215mA·h／g。

Ca_(0．3)(Li_(1/2)Sm_(1/2))_(0．7)TiO_3微波介质陶瓷的低温烧结研究

采用传统陶瓷制备工艺,制备了掺杂Na_2O-CaO-B_2O_3(NCB)氧化物的Ca_(0.3)(Li_(1/2)Sm_(1/2))_(0.7)TiO_3(CLST)陶瓷,研究了NCB掺杂量与晶相组成、显微结构、烧结性能及微波介电性能的关系.研究结果表明:复合氧化物NCB掺杂量在1wt%～15wt%范围内没有杂相生成,晶相仍呈斜方钙钛矿结构.随着NCB添加量的增加,陶瓷致密化温度和饱和体积密度降低,介电常数ε~r、无载品质因数与谐振频率乘积Qf值也呈下降趋势,频率温度系数T_f向正方向增大.NCB氧化物掺杂能有效地将CLST陶瓷的烧结温度由1300℃降低至900℃.添加12.5wt%NCB的CLST陶瓷在低温900℃烧结5h仍具有良好的微波介电性能:ε_r=73.7,Qf=1583GHz,T_f=140.1×10^(-6)/℃,满足高介多层微波器件的设计要求.

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.

(1-y)Ca_(1-x)La_(2x/3)TiO_3-yCa(Mg_(1/3) Nb_(2/3))O_3系陶瓷的缺位结构与微波介电性能研究

采用固相合成法制备了 (1-y)Ca1 -xLa2x 3TiO3-yCa(Mg1 3Nb2 3)O3系列固溶体陶瓷材料 ,研究了该体系微波介电性能与微观结构的关系。研究结果表明 :当体系组成为 0 .5Ca0 .6 La0 .2 6 7TiO3 0 .5Ca(Mg1 3Nb2 3)O3时 ,在 14 0 0°C下烧结保温 4小时所得到材料的微波介电性能最佳 :εr=5 5 ,Q×f值 =4 5 0 0 0GHz(7.6GHz下 ) ,τf=0 .0 4× 10 - 6 °C。同时还探讨了三价阳离子La3+ 固溶时产生的A点缺陷VCa2 + 对固溶体结构及微波介电性能的影响。

Sn含量对PbSnO3-Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3三元系压电陶瓷相结构和电性能的影响

采用两步钶铁矿前驱体工艺制备了PbSnO3-Pb（Mg1/3Nb2/3）O3-PbTiO3（PSn-PMN-PT） 三元系压电陶瓷, 研究了Sn含量的变化对PSn-PMN-PT 三元系压电陶瓷结构和性能的影响。XRD结果表明, 所选成分均处于三方相和四方相共存的准同型相界上, 当Sn含量减少时, PSn-PMN-PT的XRD图谱基本没有发生变化, 而当Sn含量增加时, 在XRD图谱中逐渐出现烧绿石相。电性能研究表明, 缺失少量Sn可以提高PSn-PMN-PT的压电、介电和铁电性能, 减小损耗; 而添加过量Sn明显损害其压电和铁电性能, 增加损耗。缺失0.2mol%Sn的PSn-PMN-PT具有最佳的压电和铁电性能, d33： -530 pC/N, kp： -56.4%, Qm： -570, εr： -3070, tanδ： -0.32%, Pr： -28.9 μC/cm2, EC： -8 kV/cm。

Ca_(1-x)(Li_(1/2)Sm_(1/2))_xTiO_3体系微波介质陶瓷的低温烧结研究

采用传统陶瓷制备工艺,制备了添加10wt%NCB(Na2O-CaO-B2O3)复合氧化物的Ca1-x(Li1/2Sm1/2)xTiO(3x=0.700-0.875)(CLST-x)体系陶瓷,研究了添加NCB后CLST-x体系的晶相组成、显微结构、烧结性能及微波介电性能与组成关系。研究结果表明,添加复合氧化物NCB后,CLST-x体系各组成主晶相仍呈斜方钙钛矿结构,没有其它杂相。添加10wt%NCB后,CLST-x体系陶瓷均可在950℃下烧结致密,在此温度下材料具有较佳的微波介电性能,其中CLST-0.875陶瓷在950℃保温5h烧结后具有良好的微波介电性能:εr=63.6,Qf=1591GHz,τf=0ppm/℃,可满足高介多层微波器件的设计要求。

低温烧结0.4CaTiO_3-0.6Ca(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3介电陶瓷的实验研究

对添加H3BO3-ZnO-R(BZR)玻璃实现0.4CaTiO3-0.6Ca(Mg1/3Nb2/3)O3(0.6CMNT)介质陶瓷的低温烧结进行了系统的研究。研究结果表明,在一定BZR玻璃添加量(1m%(质量分数)～5m%(质量分数),m是比例系数,且m>0)的条件下,陶瓷的最佳烧结温度均在950℃;在950℃烧结,BZR玻璃的添加量为2m%(质量分数)时,介电常数εr=47.26976,介电损耗tanδ=0.0098;BZR玻璃的添加量为3m%(质量分数)时,介电常数为εr=47.75029,介电损耗tanδ=0.0102。并且发现,添加适量的BZR玻璃,可以促进晶粒生长,但过量则会在烧结过程中产生过多的液相,且液相扩散严重,致使部分晶粒未能充分生长,而部分晶粒却异常长大,晶粒大小不均匀,影响陶瓷的介电性能。

La(Mg1/2Ti1/2)O3粉末的EDTA凝胶燃烧法合成研究

利用EDTA凝胶燃烧方法直接合成了单相的La(Mg1/2Ti1/2)O3粉末.通过调整La(NO3)3,Mg(NO3)2·6H2O,Ti(OC4H9)4和EDTA的溶液的pH值,获得了透明的凝胶.在250℃加热时,凝胶燃烧,直接转化为含少量炭化物的La(Mg1/2Ti1/2)O3粉末.利用XRD、FT-IR,SEM和激光粒径分析等技术表征了获得的粉末.

{110}_(cub)切型Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3单晶铁电相变的研究

测试了PMNT68/32{110}cub切型单晶的介电、压电性能和电滞回线,发现单晶铁电性能与所施加的极化电场及单晶中PbTiO3含量的变化密切相关.研究结果表明,相结构的变化是引起铁电性能变化的主要原因,即在<110>取向施加电场诱导出来的正交相是本征亚稳的,它的稳定性不仅取决于所施加的极化电场大小,而且与单晶中PbTiO3含量的变化密切相关.

微波基板用陶瓷材料Li_2Mg_(1-x)Zn_xTi_3O_8微波性能研究

通过传统固相反应法制得三元系尖晶石结构的Zn掺杂的Li_2Mg_(1-x)Zn_xTi_3O_8(LMT)陶瓷。讨论了Zn掺杂对Li_2MgTi_3O_8陶瓷试样的相结构、显微结构及微波介电性能的影响。当Zn掺杂量为0.06时,Li_2Mg_(0.94)Zn_(0.06)Ti_3O_8陶瓷试样在1 075℃烧结4h可获得良好的显微结构与微波性能,其中介电常数适中(ε_r≈26.58),品质因数较高((Q×f)≈44 800GHz),谐振频率温度系数趋近于0(τ_f≈1.9μ℃^(-1))。该研究得到的陶瓷材料具有良好的微波介电性能,可作为无机填充材料运用于微波复合介质基板材料的研制中。

稀土离子对0.6Ca_(0.6)La_(0.267)TiO_3-0.4Ca(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3陶瓷微观组织结构及微波介电性能的影响

采用固相合成方法制备钙钛矿结构的0.6Ca0.6La0.267Ti O3-0.4Ca(Mg1/3Nb2/3)O3微波介质陶瓷,研究了La3+、Nd3+、Sm3+、Ce4+掺杂对0.6CLT-0.4CMN体系微观组织结构和介电性能的影响。研究结果表明:稀土离子的掺杂,在0.6CLT-0.4CMN体系优良介电性能基础上有积极的改善效果,不同程度稀土离子掺杂对该体系的晶粒尺寸、气孔率等微观组织结构也有不同的影响。La3+、Nd3+、Sm3+、Ce4+掺杂会完全固溶到0.6CLT-0.4CMN陶瓷相中,并没有改变陶瓷主晶相,但会在一定程度上发生晶面衍射峰偏移。适量掺杂Ln3+可以有效促进0.6CLT-0.4CMN陶瓷的致密化,提高0.6CLT-0.4CMN体系陶瓷的微波介电性能。La3+、Nd3+、Sm3+、Ce4+掺杂可以有效提高Q×f值,并在一定程度上降低谐振频率温度系数。其中,掺杂0.75mol%Nd3+的0.6CLT-0.4CMN体系微波介电性能最佳(εr=66.7,Q×f=13037 GHz,τf=22.59 ppm/℃)

BBS掺杂的Ca_(0.3)(Li_(1/2)Sm_(1/2))_(0.7)TiO_3微波介质陶瓷的中温烧结研究

采用传统电子陶瓷制备工艺,以42BaO-45B2O3-13SiO(2BBS)玻璃为烧结助剂,制备了可以中温烧结的Ca0.3(Li1/2Sm1/2)0.7TiO3微波介质陶瓷,对陶瓷的晶相组成、烧结性能及微波介电性能进行了系统研究。结果表明:通过液相烧结,BBS玻璃能有效降低Ca0.3(Li1/2Sm1/2)0.7TiO3陶瓷的烧结温度,由1300℃降低至1000℃。XRD结果显示陶瓷主晶相为斜方钙钛矿,没有发现杂相。随着BBS添加量的增大,陶瓷的介电常数,品质因素以及频率温度系数均呈下降趋势,当BBS的添加量为10wt%时,1000℃下保温5h烧结的陶瓷的致密度、体积密度以及介电常数达到最大值,并具有良好的微波介电性能:εr=62.5,Qf=1019GHz,τf=21.6ppm/℃。

Yb_2O_3的掺杂方式对Ba(Ti_(1-y)Zr_y)O_3陶瓷介电性能的影响

在Ｂａ（Ｔｉ１－ｙＺｒｙ）Ｏ３中，Ｙｂ２Ｏ３的不同掺杂方式引起了材料性能的显著变化．采用 Ｂａ（Ｔｉ１－ｙＺｒｙ）Ｏ３合成后Ｙｂ２Ｏ３的适量掺杂，陶瓷介温峰明显地移动，介电常数大幅度提高， 获得了室温介电常数＞２５０００，１２５０℃左右烧成，符合Ｙ５Ｖ标准的高介材料．合成后掺杂的 Ｙｂ２Ｏ３，使材料介电常数提高，可能与施主掺杂引入的局域化电子有关．合成前掺杂Ｙｂ２Ｏ３ 的样品，介电常数较低，移峰效率偏小，可能是Ｙｂ的Ｔｉ位受主取代使施主引入的局域化电子 得到补偿的结果．

Ba(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3电子结构第一性原理计算及光学性能研究

Ba(Mg1/3Nb2/3)O3(BMN)复合钙钛矿陶瓷具有高介电常数和高品质因子等介电性能,预示了其在光学领域的应用前景.本文采用第一性原理方法计算了BMN的电子结构,对其本征光学性能进行分析和预测.对固相合成六方相BMN的XRD测试结果进行Rietveld精修(加权方差因子Rwp=6.73%,方差因子Rp=5.05%),在此基础上建立晶体结构模型并对其进行几何优化.运用基于密度泛函理论(DFT)的平面波赝势方法,对六方相BMN晶体模型的能带、态密度和光学性质进行理论计算.结果表明BMN的能带结构为间接带隙,禁带宽度Eg=2.728 e V.Mg-O和Ba-O以离子键结合为主,Nb-O以共价键结合为主,费米面附近的能带主要由O-2p和Nb-4d态电子占据,形成了d-p轨道杂化.修正带隙后,计算了BMN沿[100]和[001]方向上的复介电函数、吸收系数和反射率等光学性质.结果表明,BMN近乎光学各向同性,在可见光区,其本征透过率为77%<T<83%,折射率为1.91<n<2.14,并伴随一定的色散现象.实验测试结果与理论计算结果相吻合.

纳米MgO掺杂改善LiNi(1/3)Co(1/3)Mn(1/3)O2正极材料

将氢氧化物共沉淀法制备的(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3))(OH)_2在500℃热处理5 h得到具有尖晶石结构、纳米尺寸的氧化物M_3O_4(M=Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)).将其与LiOH及不同量的纳米MgO混合均匀,并在850℃热处理24 h制备了Li(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3))_(1/x)Mg_xO_2(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05)正极村料.随着Mg掺杂量的增大,正极材料的晶胞参数增大;少量的Mg掺杂增大了锂离子的扩散系数,而过度掺杂却使锂离子扩散系数有所降低,其中Li(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3))_(0.98)Mg_(0.02)O_2的锂离子扩散系数最大,其脱出和嵌入扩散系数分别为D_(Li-dein)=29.20×10^(-11)cm^2·S^(-1)和D_(Li-in)=4.760×10^(-11)cm^2·s^(-1);其以3C倍率充放电的平均放电比容量为139.3 mAh·g^(-1),比未掺杂的原粉约高9.5 mAh·g^(-1);另外其循环性能也得到了大幅度改善.

烧结制度对Ba(Mg_(1/3)Nb(2/3))O_3陶瓷品质因子的影响

研究了烧结温度、保温时间、退火时间等工艺参数对Ba(Mg1/3 Nb2 /3 )O3 微波介质陶瓷品质因子的影响。结果表明,随着烧结温度的提高,Qf 值逐渐增加,这是由于陶瓷的相对密度和有序参数S也随烧结温度增加的结果。在15 5 0℃时,Qf 达到最大值4 95 0 0GHz。Qf 值随保温时间的增加而增加,这和B位1∶2有序度提高和晶粒尺寸增大有关。保温时间为16h时,Qf 值达到5 80 0 0GHz。退火时间对Qf 值有很大影响。随退火时间的增加,Qf 值增加很快,这主要是因为退火大大促进了B位离子的1∶2有序。当退火时间为4 8h时,Qf 值达到715 0 0GHz。

O.9Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-O.1PbTiO3功能铁电薄膜的制备及其电性能研究

利用溶胶凝胶(sol-gel)技术制备Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMNT)铁电薄膜,研究了不同的溶剂对溶胶的配制和溶胶稳定性的影响,得到了可以长期稳定放置的溶胶;采用热重分析和差热分析的方法研究了凝胶的热解过程,确定了420℃为溶胶的热解温度,750℃为合理的结晶温度;以Pt/Ti/Si(100)为衬底,成功地制备了0.9Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.1PbTiO3铁电薄膜.通过X射线衍射分析了热处理温度对薄膜相的影响.通过高倍显微镜研究了薄膜的表面形态,通过ZT-Ⅱ型铁电参数测试仪对PMNT薄膜进行了铁电性能测试.测试结果表明,制备的PMNT铁电薄膜为具有完全钙钛矿相的弛豫性PMNT铁电薄膜,薄膜无裂纹,致密性好,其剩余极化和矫顽场分别可达到2.5μC/cm2和45kV/cm.

MnO2对Ba(Mg1/3Nb2/3)O3微观结构和微波介电性能的影响

研究了MnO2助烧剂对Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷的微观结构和微波介电性能.MnO2可以有效地使Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷的致密化温度由1550℃降低到1400℃左右.随MnO2掺量的增加,Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷的1:2超晶格衍射峰的强度减弱,但是没有第二相出现.1400℃烧结4h陶瓷的晶粒尺寸在1.5μm左右.MnO2的掺入改善了Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷的微波介电性能,MnO2掺量为1%mol的Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷具有最好的微波介电性能:εr≈31.5,Qf=68000,τf=3.11×10-5/℃,这可归功于陶瓷具有相当高的相对密度.

用8-羟基喹啉(oxine)制备Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3粉体

本文对用８羟基喹啉（ｏｘｉｎｅ）为螯合剂来制备Ｂａ（Ｍｇ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３（ＢＭＴ）粉料进行了研究。就ｏｘｉｎｅ的加入量，ｐＨ值的改变对生成钽镁沉淀的产率及其粉料性能的影响进行了研究比较。结果表明：当ｏｘｉｎｅ的加入量大于ＭｇＴａ２Ｏ６摩尔数的３倍，ｐＨ值保持在１０左右时制得的钽镁粉料较为理想，其比表面积达３２ｍ２／ｇ，与ＢａＣＯ３混合后烧结温度比用传统制备法降低１８０～２５０℃。