预烧温度对(Ba0.85Ca0.15)(Ti0.9Hf0.1)O3压电陶瓷电性能的影响

采用固相法分别在1100~1250℃的预烧温度下制备了(Ba_(0.85)Ca_(0.15))(Ti_(0.9)Hf_(0.1))O_3(BCHT)无铅压电陶瓷,通过对所制备陶微观结构和电性能的测试,发现:所有样品均具有纯的钙钛矿结构;随预烧温度的增加,室温下样品逐渐由四方相向三方相转变,预烧温度在1150~1250℃时两相共存;样品的压电常数d33、剩余极化强度Pr均随预烧温度的升高呈现先减小后增加的趋势,相对介电常数ε_r、弥散系数γ呈现先增加后减小的趋势,而矫顽场Ec则逐渐降低。样品的综合性能在预烧温度1250℃处达到最佳值:d_(33)=525 pC/N,Pr=10.2μC/cm^2,E_c=1.30 kV/cm,ε_r=17699,γ=1.65,表明该材料具有良好的应用前景。

烧结保温时间对Ba(Zr0．1Ti0.9)O3-Zn-Nb陶瓷微观结构与介电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备Y5V型Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3-Zn-No陶瓷,通过XRD、SEM等分析检测手段对样品进行表征。研究了烧结保温时间对Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3-Zn-No陶瓷相组成、微观结构、介电性能及介电弛豫的影响。结果表明:样品均为单一钙钛矿结构,且随着烧结保温时间的增加,陶瓷晶粒尺寸与介电常数增大,弥散相变系数(y)先增加后减小。

PLD法制备Ba0.85Ca0.15Ti0.9Zr0.1O3薄膜及其性能研究

本文采用传统的高温固相反应法制备Ba_(0.85)Ca_(0.15)Ti_(0.9)Zr_(0.1)O_3(BCTZ)陶瓷靶材,并利用脉冲激光沉积(PLD)法,在生长有SrRuO_3底电极的SrTiO_3(100)衬底上沉积BCTZ(BCTZ/SRO/STO)薄膜。通过对其生长工艺的探索,在沉积温度780℃,氧压13 Pa,靶间距48 mm,脉冲激光频率2 Hz,激光能量200 m J的条件下可获得高择优取向、高结晶度的BCTZ薄膜。在此工艺条件下,制备不同膜厚的BCTZ薄膜。进一步利用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、台阶仪、铁电测试仪等手段对薄膜的微观结构、厚度和铁电性能进行表征分析。结果表明,所制备薄膜的表面粗糙度随着薄膜厚度的增加而变大。薄膜的铁电性呈现出与薄膜厚度的强相关性,即随着薄膜厚度的增加,BCTZ薄膜的剩余极化值(2Pr)逐渐增大,矫顽场强度(Ec)逐渐减小。

60Co-γ射线辐照对PbZr0.1Ti0.9O3（111）铁电薄膜性能的影响

采用脉冲激光沉积方法在SrTiO3衬底上制备了SrRuO3底电极和(111)择优取向的PbZr0.1Ti0.9O3外延铁电薄膜,通过顶电极Pt的构建形成了Pt/PbZr0.1Ti0.9O3(111)/SrRuO3铁电电容器结构,然后对PbZr0.1Ti0.9O3(111)铁电薄膜开展了60Co-γ射线总剂量辐照效应实验.结果表明:随着γ射线辐照剂量的增加,PbZr0.1Ti0.9O3(111)铁电薄膜中的带状畴数目逐渐减少,剩余极化强度、矫顽场和电容值轻微减小,当辐照剂量为5Mrad(Si)时,剩余极化值、矫顽场和电容值的衰减幅度仅12.4%、10.36%和13.78%;漏电流仅在高剂量辐照后产生轻微增大.可见,PbZr0.1Ti0.9O3(111)铁电薄膜具有较好的抗辐射能力,在航空航天领域有一定的应用前景.

Electrochemical hydrogen storage properties of melt-spun Ti0.9Zr0.1V0.2Ni1.5La0.5 alloy

The Ti0.9Zr0.1V0.2Ni1.5La0.5 alloy samples were synthesized by melt-spinning technique at the different wheel velocity （cooling rate）, and the structure and electrochenfical hydrogen storage properties were investigated. The result indicated that the structure of the melt-spun ribbons mainly contains C14 Laves phase and V-based solid solution phase. The discharge capacity, cyclic stability, high-rate discharge ability and electrochemical kinetic of the alloy electrodes are correlated with the cooling rate （wheel velocity）, and the maximum discharge capacity is over 200 mA.h/g at the wheel velocity of 20 m/s.

CuO/CeO_2共掺杂Ba_(0.85)Ca_(0.15)Zr_(0.1)Ti_(0.9)O_3无铅压电陶瓷性能研究

采用固相反应法制备了CuO、CeO2共掺杂Ba0.85Ca0.15Zr0.1Ti0.9O3(BCZT)无铅压电陶瓷,研究了CuO的掺杂量对所制陶瓷晶体结构、压电及介电性能的影响。结果表明:CuO的加入,进一步降低了预先经0.05%(质量分数)CeO2掺杂的BCZT陶瓷的烧结温度;在1 250℃烧结时,仍可获得纯钙钛矿结构的BCZT陶瓷。当CuO掺杂量为质量分数0.2%时,所制BCZT陶瓷具有最佳的压电性能:d33=370 pC/N,tC约为93℃,tanδ=0.0147。

Sr(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3缓冲层厚度对PZT薄膜结晶及性能的影响

采用sol-gel法制备了具有Sr(Zr0.1Ti0.9)O3缓冲层的PbZr0.52Ti0.48O3(PZT)薄膜,研究了缓冲层厚度对样品结晶和性能的影响。结果表明,较薄缓冲层会诱导PZT薄膜的(111)择优取向,添加单层缓冲层(约20nm)使其(111)取向度提高到90%;较厚缓冲层会抑制PZT薄膜的(111)择优取向,添加四层缓冲层(约80nm)使其(111)取向度降低到9%;缓冲层厚度对样品电性能有显著影响,其剩余极化强度由无缓冲层时的26.8×10–6C/cm2增加到缓冲层厚度约为20nm时的38.8×10–6C/cm2。

Nd、Ce掺杂BaTiO_3基陶瓷的研制及介电性能研究

本文采用固相法,分别用CeO2和Nd2O3掺杂钛酸钡基陶瓷,对其实验前后进行对比和物相分析,探讨了掺杂比例对其介电性能影响的规律.当w(CeO2)为0.4%时相对介电常数最大(79899),当w(CeO2)为1%时介质损耗最小(0.0223);当Nd摩尔含量为3‰时相对介电常数最大(31309),当Nd摩尔含量为1.5‰时介质损耗最小(0.0457).同时用X衍射法分析了粉体预烧前后的晶相变化和最佳掺杂比例时粉体的晶相变化.在适当条件预烧处理有助于介温谱的变化,介温特性得到改善.本文对所用的掺杂方法的可行性进行了分析.

新型电解质材料CaZr_(0.1)Ti_(0.9)O_3的制备与电性能

采用溶胶-燃烧法合成了可用于固体氧化物燃料电池(SOFC)的新型固体电解质材料CaZr0.1Ti0.9O3。通过XRD、交流复阻抗等电化学方法对样品的结构、电导性能进行了表征,并考察了材料的烧结性能。结果表明,溶胶-燃烧法可以成功制备出具有良好烧结性能的CaZr0.1Ti0.9O3电解质粉末,1 400℃下得到的烧结体的相对密度可达到95%。电性能测试表明,CaZr0.1Ti0.9O3烧结体在中温范围内具有较高的氧离子电导率(σ800℃=2.24×10-3S/cm)、低的电导活化能(0.89 eV)。

Ba(Sn_(0.1)Ti_(0.9))O_3粉体的熔盐法制备与性质

采用熔盐法研究了Ba(Sn0.1Ti0.9)O3铁电体粉体的制备工艺和粉体性质。探讨了在熔盐催化下,合成温度对Ba(Sn0.1Ti0.9)O3反应完全程度及粉体形态的影响。结果表明,当反应温度达到900℃时,在熔盐环境下即可合成单相固体Ba(Sn0.1Ti0.9)O3,随着反应温度提高,粉体尺寸变化不大,但当温度超过950℃时出现晶粒异常长大趋势。烧结陶瓷的形貌和介电性质显示陶瓷粉体烧结活性好且介电性质优良。

MoO_3掺杂Ba_(0.98)Bi_(0.02)(Ti_(0.9)Zr_(0.1))O_3陶瓷的介电性能研究

采用固相反应法制备了Ba0.98Bi0.02(Ti0.9Zr0.1)1-xMoxO3(x=0,0.01,0.03,0.05)陶瓷,研究了MoO3掺杂对Ba0.98Bi0.02(Ti0.9Zr0.1)O3陶瓷的相结构、表面形貌和介电性能的影响。X射线衍射分析表明所有样品均是四方晶体结构,x=0.03时Mo6+能够完全溶入Ba0.98Bi0.02(Ti0.9Zr0.1)O3陶瓷晶格中。所有陶瓷样品均表现出弛豫铁电体的特征。掺杂MoO3后,陶瓷晶粒尺寸减小,介电常数提高,介质损耗、剩余极化强度、矫顽场强均减小。当x=0.01时,陶瓷介电性能最佳:εmax=7129(10 kHz),tanδ=0.011 6。

Ba_(1-x)Bi_x(Ti_(0.9)Zr_(0.1))O_3陶瓷的介电弛豫特征

采用固相反应法制备了Ba1-xBix(Ti0.9Zr0.1)O3(x=0.01,0.02,0.03,0.04)陶瓷,X射线衍射分析表明所有样品均是四方晶体结构,3%mol的Bi3+能够完全溶入钙钛矿晶格中。不同频率下Ba1-xBix(Ti0.9Zr0.1)O3陶瓷的介电温谱显示所有样品均表现出弥散相变的特征,在x≥0.02的三组样品又表现出弛豫铁电体的特征。通过纳米极性微区和畴壁探讨了弛豫现象产生的机理。

烧结温度对Zn-Nb共掺Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3陶瓷微结构与介电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备Y5V型Zn、Nb共掺杂Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3陶瓷,通过XRD、SEM等分析检测手段对样品进行表征。研究了烧结温度对陶瓷相组成、微观结构、介电性能及介电弛豫的影响。结果表明:样品为单一的四方相钙钛矿结构,随着烧结温度的增加,陶瓷晶粒尺寸与介电常数增大,弥散相变系数(γ)先增加后减小。当陶瓷的烧结温度为1 280℃时,陶瓷的平均晶粒尺寸约为3μm、密度(6.0346g/cm^3)与γ(1.909 2)达到最大值,室温相对介电常数(ε_r)和介电损耗(tanδ)分别为14 849和0.37%。

Bi_(12)TiO_(20)添加对BCZT陶瓷介电性能的影响

采用固相法制备了(Ba0.85Ca0.15)(Zr0.1Ti0.9)O_3(BCZT)-x%Bi12TiO_20(x=0.03、0.05、0.1、0.5)陶瓷.通过XRD、介电温度特性、电滞回线测试手段对所制备陶瓷样品的介电性能进行了分析.研究结果表明:当x=0.05时,介电常数在1kHz下达到5 250,介电损耗值是1.5%;样品的最大极化强度、矫顽电场和剩余极化强度随着Bi12TiO_20含量的增加而逐渐降低.当x=0.5时,样品具有较高的储能密度0.388J·cm-3.

Mn_(0.1)Ti_(0.9)O_(2-δ)稀磁半导体薄膜的MBE生长及表征

采用OPA-MBE方法在SrTiO3(STO)衬底上成功制备了Mn0.1Ti0.9O2-δ(MTO)稀磁半导体薄膜.利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、紫外可见光分度计以及直流四探针测试仪研究了薄膜的晶体结构、化学组成、光吸收和电荷输运性质.MTO薄膜具有锐钛矿和金红石的混合相,光吸收带边界发生“红移”,电荷输运性质明显提高,室温环境下电阻率仅为37.5Ω.m.

(Ba_(0.85)Ca_(0.15))(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3-(Ba_(0.85)Ca_(0.15))TiO_3无铅压电陶瓷的结构与性能

采用流延叠层成型工艺制备了(Ba0.85Ca0.15)(Zr0.1Ti0.9)O3-5%(Ba0.85Ca0.15)TiO3(BCZT-5%BCT)无铅压电陶瓷,研究了BCZT-5%BCT陶瓷的微观组织结构对电性能的影响规律,研究表明,BCZT-5%BCT陶瓷的晶粒尺寸对其压电、介电与铁电性能影响显著,在1 500℃下烧结时,BCZT-5%BCT陶瓷的晶粒尺寸随烧结保温时间的增加呈现先增大后减小的趋势,烧结保温时间为8h的样品中晶粒尺寸最大,此时BCZT-5%BCT陶瓷的压电与铁电性能最优,即压电常数(d33)约为218pC/N,剩余极化强度2Pr约为30.48μC/cm2,介电常数(εr)约为1 617,介电损耗(tanδ)约为0.037,居里温度(TC)约为90.6℃。

La_2O_3对Ba_(0.92)Sr_(0.08)Ti_(0.9)Sn_(0.1)O_3介质瓷结构及性能的影响

以碳酸钡、碳酸锶、二氧化锡和二氧化钛等为原料,La2O3为掺杂剂,在不同温度下烧结,制得了Ba0.92Sr0.08Ti0.9Sn0.1O3(BSTS)系介质瓷。XRD结果表明,所有的BSTS试样都形成了单一的钙钛矿结构晶相,通过SEM分析了La2O3对试样的微观形貌的影响,发现La2O3的加入可有效地抑制晶粒的尺寸。测试了在1 kHz频率条件下试样的电容量C、介质损耗因数D和-25^+95℃试样的C和D,得到了试样的居里温度TC及相对介电常数εr随温度的变化曲线。结果表明,在室温下,试样的εr随着La2O3加入量的增加,呈一直减小的趋势,介电损耗tanδ随着La2O3加入量的增加,则呈先减小后增加的趋势,TC随着La2O3加入量的增加逐渐向低温区移动,介电常数变化率Δε/ε则随着La2O3加入量的增加而逐渐下降。最终得到烧结温度为1 340℃,x(La2O3)=0.6%的Ba0.92Sr0.08Ti0.9Sn0.1O3介质瓷的εr最大值为3 825,tanδ最小值为20×10-4,Δε/ε为25.9%(25~85℃)。

掺杂Y_2O_3对Ba_(0.92)Sr_(0.08)Ti_(0.9)Sn_(0.1)O_3介质瓷性能的影响

以BaCO3、SrCO3、SnO2和TiO2等为原料,Y2O3为掺杂剂,在不同温度下烧结,制得了Ba0.92Sr0.08Ti0.9Sn0.1O3系介质瓷,通过SEM分析了Y2O3对试样的微观形貌的影响,测试了试样在1 kHz频率条件下试样的电容量C、介质损耗因数D和-25^+95℃试样的C和D,得到了试样在1 kHz频率下的居里温度TC及介电常数rε和介电损耗tanδ随温度的变化曲线。结果表明,在室温下,试样的rεt、anδ及介电常数变化率Δε/ε随着Y2O3加入量的增加,都是呈现先减小后增加的趋势;随着烧结温度的升高,rε呈上升趋势而tanδ呈下降趋势。最终得到了烧结温度为1 340℃,加入Y2O3摩尔分数为0.5%时,rε达最大值(3 774),tanδ达最小值(28×10-4),介电常数变化率为22.91%(25~85℃)的Ba0.92Sr0.08Ti0.9Sn0.1O3介质瓷。

不同晶粒尺寸钛锡酸钡陶瓷的烧结及介电性能

利用溶胶包覆和高能球磨的方法,经传统的陶瓷工艺,得到相对密度在95%以上,晶粒尺寸在0.36～23 μm之间的Ba(Ti0.9Sn0.1)O3钛锡酸钡陶瓷.发现用溶胶包覆粉体的方法,可以阻止烧结过程中晶粒的异常长大,并且降低陶瓷的烧结温度.对样品介电性能进行了研究,发现随着晶粒尺寸的减小,Ba(Ti09Sn01)O3陶瓷表现出相对介电常数峰值对应的温度(tm)向低温方向移动,相变弥散程度增加,室温(25℃)相对介电常数先增大后减小的规律.

锂掺杂锆钛酸钡钙陶瓷的制备与表征

采用传统固相法制备了无铅压电陶瓷(Ba0.85Ca0.15)(Ti0.9Zr0.1)O3+x%(质量分数)Li2CO3(x=0.1,0.3,0.5,0.7,1.0,简写BCTZL-x),通过X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)等表征手段,研究锂对该陶瓷体系的微结构和电学性能的影响。X射线衍射分析表明,烧结于1400℃/2h下的BCTZL-x陶瓷具有典型ABO3型钙钛矿结构。当增加Li的量,陶瓷经历从正交(O)向四方(T)晶相结构转变。当x≥0.3时,掺锂陶瓷结构变得更为致密。BCTZL-0.3体系陶瓷具有较好的电学性能,d33=456pC/N,kp=0.49,εr=4864,tanδ=0.018,Qm=130。