低温烧结ZnNb_2O_6/TiO_2复合陶瓷的制备及介电性能研究

本文研究了ZnO∶Nb2 O5∶TiO2 =1∶1∶x系统中x量的变化对材料烧结特性、相组成及介电性能的影响。随x的增加 ,致密化温度逐步升高 ,晶相组成逐步从ZnTiNb2 O8相转变为 (Zn0 1 5Nb0 3Ti0 55)O2 相 ,介电常数增大 ,Q .f值先增后减 ,τf 向正温度系数方向移动。当x =1 92 ,在 930℃保温 4h ,可获得晶粒大小均匀、结构致密的烧结体 ,并有较佳的介电性能 :εr=37 71,Q .f=10 370GHz(fo =2 5GHz) ,τf=- 2ppm ℃ ;x >1 92或 <1 92 ,会出现气孔、晶粒异常长大等现象 。

纳米xBaO·(0.35-x)Nd_2O_3·0.65TiO_2复合金属氧化物陶瓷的制备与介电性能

用柠檬酸盐法合成出组成为xBaO·( 0 35 x)Nd2 O3 ·0 6 5TiO2 复合氧化物 ,采用DTA TG ,IR ,XRD ,TEM进行物性表征。实验结果表明 :该复合氧化物的形成温度为 80 0℃ ,平均粒径为 30nm。在富TiO2 区 ,BaO/Nd2 O3 ≤0 4时 ,成瓷温度较宽 ( 1 2 80～ 1 36 0℃ ) 。

ZnNb_2O_6-TiO_2微波介质陶瓷及其在电容器中的应用

采用固相法在880～975℃下烧结制备了添加w(CuO)为2.00%,w(B2O3)为3.00%及w(SnO2)为0.15%的ZnNb2O6-1.75TiO2基复合微波介质陶瓷。研究了该陶瓷的低温烧结机理、微波介电性能及其在多层片式陶瓷电容器中的应用。结果显示:随着烧结温度的提高,物相由Zn2TiO4,Zn0.17Nb0.33Ti0.5O2,ZnNb2O6向ZnTiNb2O8转变,εr和τf减小,Q·f升高。但当t≥975℃时,出现过烧现象,晶体缺陷增多恶化了材料的Q·f。在950℃烧结4h时,得到最好的介电性能:εr=36.7,τf=–22.6×10–6/℃,Q·f=18172.2GHz。且在此温度下制备的多层片式陶瓷电容与内电极Ag90Pd10的兼容性良好,Res为0.3426Ω,tanδ为9×10–5,可靠性良好。

添加TiO_2的ZnNb_2O_6陶瓷的相结构和性能

采用传统的固相合成法制备ZnNb2O6与TiO2摩尔比为1∶x系统微波陶瓷,借助XRD、SEM和LCR测试仪,研究了TiO2添加对ZnNb2O6陶瓷的烧结特性、相组成结构及介电性能。结果表明,随着TiO2含量的增加,晶相结构变得复杂化,TiO2掺杂质量分数x<0.4时,只有ZnNb2O6晶相;0.6<x<1.4时,存在ZnNb2TiO8、Zn0.17Nb0.33Ti0.5O2和Zn0.15Nb0.3Ti0.55O2三相;1.6<x<2.0时,由ZnNb2TiO8和TiO2两相组成。同时,随着相结构的变化,陶瓷的介电常数εr增加,品质因数Q值先减小后增大,频率温度系数τf向正方向移动。在1 200℃烧结(x=1.8)的陶瓷具有较佳的微波性能:εr=51,Q×f=11 187GHz,τf=―8μ℃-1。

CaF_2掺杂对ZnNb_2O_6陶瓷烧结行为及介电性能的影响

用传统固相法合成了CaF2掺杂ZnNb2O6微波介质陶瓷,通过XRD、SEM以及HP4291阻抗分析仪等测试手段对其烧结行为、晶体结构及微波介电性能进行了系统研究。结果表明,CaF2掺杂能有效地降低ZnNb2O6陶瓷的烧结温度,提高介电常数,但品质因数Q值有所下降。1100°C烧结w(CaF2)=0.5%(质量比)掺杂的ZnNb2O6陶瓷具有较好的介电性能:εr=31.6,Q×f=68THz,τf=-47×10-6°C-1。

固相法合成ZnNb_2O_6微波介质陶瓷的结构与性能

通过固相法合成了ZnNb2O6微波介质陶瓷,利用XRD和SEM等测试技术对其晶体结构和显微结构进行了系统研究,通过网络分析仪对材料的微波介电性能进行了测试。研究结果表明:预烧温度为800℃时就已经合成ZnNb2O6相,合成温度和保温时间对材料结构与性能有较大影响。预烧合成温度的升高和烧结时保温时间的增加,都会促使陶瓷显微结构中晶粒尺寸的增大。随着晶粒尺寸的增大,材料的Q×f值和εr显著增加,而材料的谐振频率温度系数明显向负方向增大。

掺BCB低温共烧ZnNb_2O_6微波介质陶瓷的研究

研究了BaCu(B2O5)(BCB)对ZnNb2O6微波介质陶瓷烧结特性和介电性能的影响。结果表明,BCB玻璃料形成的液相加速了颗粒间的传质,促进了烧结,能有效的使ZnNb2O6陶瓷的烧结温度降低至875℃,随着BCB含量的增多,样品中出现了第二相。w(BCB)=3%的ZnNb2O6陶瓷在875℃保温4 h,获得优异的综合介电性能,即介电常数rε=23.4,品质因数与频率的乘积Q×f=13 230 GHz,谐振频率温度系数τf=-78.41×10-6/℃,与Ag共烧研究表明,ZnNb2O6陶瓷与Ag电极化学兼容性较好,未发生明显的扩散反应现象,可作为一种新型的低温烧结微波介质陶瓷用于多层微波器件的制作。

CaF_2掺杂ZnNb_2O_6微波介质陶瓷的结构特征

用传统固相法合成了CaF2掺杂ZnNb2O6微波介质陶瓷,通过XRD、SEM、EDS等对其微结构进行了系统的研究,结果显示,Ca2+已经固溶到晶格中取代Zn2+形成CaNb2O6没有发现晶界玻璃相,0．5%CaF2掺杂可使ZnNb2O6陶瓷的烧结温度从 1150℃降到1080℃,并且具有较好的微波介电特性。

Sol-Gel法制备Al_2O_3-SiO_2-TiO_2-ZrO_2复合陶瓷膜的研究

将Sol-Gel法应用于无机膜的制备,成功的研制出一种新型的膜面平整、膜厚均匀且无宏观缺陷的Al2O3-SiO2-TiO2-ZrO2复合陶瓷膜,复合膜含有γ-Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2和Al2SiO5等晶相,改变体系组成含量,晶相组成和含量随之变化,从而引起膜的显微结构的变化。利用XRD、SEM、AFM、EPMA等测试手段重点研究了膜的表面形貌和显微结构,并分析了添加剂、热处理方式等对膜的表面形貌和显微结构影响。

尼龙6/纳米TiO_2及尼龙6/纳米Al_2O_3原位复合材料的性能

通过原位复合的方法合成了尼龙6/纳米T iO2和尼龙6/纳米A l2O3复合材料,并对材料的力学性能、动态力学行为和光氧化降解行为进行了初步的探讨。结果表明,经钛酸酯偶联剂表面处理的纳米T iO2和纳米A l2O3的加入,可以在一定程度上同时提高尼龙6基体的强度和韧性。此外,氙灯老化实验和XPS测试结果表明,尼龙6/纳米T iO2复合材料具有良好的耐光氧老化降解能力。

Al_2O_3-SiO_2-TiO_2-ZrO_2复合陶瓷膜的制备与表征

采用Sol-Gel法制备出掺杂SiO2 ,TiO2 及ZrO2 改性的γ -Al2 O3 膜 ,并通过SEM ,EPMA ,AFM等测试手段对膜结构和性能进行表征。探讨了制膜工艺条件对膜性能及结构的影响。制备的Al2 O3 复合膜膜厚为 1～ 2 μm ,结构均匀无缺陷。

激光重熔Al_2O_3+13%wt.TiO_2-SiC纳米复合陶瓷涂层组织

采用激光重熔等离子喷涂陶瓷涂层技术,以纳米SiC材料为填料,在45钢表面,制备了Al2O3+13%wtT.iO2-SiC纳米复合陶瓷涂层。用X射线衍射、扫描电镜研究了纳米SiC复合陶瓷涂层的微观组织结构。结果表明,重熔层由α-Al2O3、TiO2、Si、SiC以及新相Al4C3组成。在激光的作用下,原等离子喷涂层的片层状组织结构得以消除;纳米SiC颗粒填充在大颗粒Al2O3或TiO2之间。

Ag_6P_2W_(18)O_(62)/TiO_2/膨胀石墨复合光催化剂的制备及甲基橙的降解

以钛酸四丁酯为钛源、膨胀石墨(EG)为载体,通过溶胶凝胶-浸渍法制备了Ag_6P_2W_(18)O_(62)/TiO_2/EG复合光催化剂。采用SEM,EDS,XRD,FTIR,UV-vis等技术对其进行表征,研究了该催化剂在紫外光及可见光下对甲基橙的降解性能。表征结果显示:Ag_6P_2W_(18)O_(62)被成功负载到TiO_2上且保持Dawson结构;经Ag_6P_2W_(18)O_(62)表面修饰后的复合光催化剂可见光吸收性能增强;EG提供的丰富孔道有利于有机污染物吸附去除。实验结果表明:在甲基橙质量浓度为20 mg/L、催化剂加入量为1.0 g/L、反应温度为25℃的条件下,n(Ag)∶n(Ti)=1∶16时的复合光催化剂(ATE-2)的紫外光、可见光催化活性最佳;紫外光下反应70 min时甲基橙去除率为96.5%,可见光下反应40 h时甲基橙去除率为83.5%;ATE-2使用5次后,反应70 min时,其甲基橙去除率仍为92.5%。

Ba-Bi复合掺杂对Y_2O_3·2TiO_2微波介质陶瓷性能的影响

采用Ba-Bi复合掺杂对Y2O3·2TiO2微波介质陶瓷进行改性,以降低其烧结温度并改善其介电性能。在固定Bi2Ti2O7掺杂量为质量分数8%的基础上,研究了BaCO3掺杂量对陶瓷微结构、烧结性能和介电性能的影响。结果表明:当w(BaCO3)为1%时,在较低的烧结温度(约1280℃)下保温2h制备了一种新型中介电常数Y2O3·2TiO2微波介质陶瓷。该陶瓷具有较好的介电性能:在1MHz下,εr≈72.5,tanδ≈2.5×10-3;在微波频率(5.03GHz)下,εr=72.1,Q·f值为2241.0GHz。

溶液浓度对共沉淀法制备ZnNb_2O_6粉体及陶瓷性能的影响

以Zn(NO_3)_2溶液和Nb_2O_5凝胶为原料,NH_3·H_2O为沉淀剂,采用共沉淀法制备了ZnNb_2O_6超细粉体。用XRD、TEM、SEM等对所制备的超细粉体进行了表征,并重点研究了不同反应溶液浓度对超细ZnNb_2O_6粉体结构和性能的影响。结果表明,本方法所制备的正交相ZnNb_2O_6粉体,其晶粒尺寸可控制在100~300 nm之间;随反应溶液浓度的提高,所合成粉体的晶型没有太大的变化,均为正交相,空间群Pnca[60],但是晶体结构的完整性略有不同;随着反应溶液浓度的增加,所合成粉体的晶粒尺寸先减少后增大,团聚现象加重;不同反应溶液浓度制备的粉体,所对应的ZnNb_2O_6陶瓷的致密度有所不同。当反应溶液浓度为0.5 mol/L时,烧结温度为1200℃下制备的陶瓷,晶体生长均匀,致密性可达到96.4%。,最佳微波介电性能为介电常数ε_r=24.4,谐振频率温度系数τ_f=-40×10^(-6)/℃,品质因数Q×f=78880 GHz。

Al_2O_3-SiO_2-TiO_2复合陶瓷膜的研制

本文用Sol-Gel法制备了掺杂TiO2、SiO2改性的γ-Al2O3膜,Al2O3-SiO2-TiO2混合溶胶的比例为:Al:Si:Ti=1:4:1(mol比),加入硝酸调节其pH值位1.2-2.5,可得到稳定的Al2O3-SiO2-TiO2溶胶。通过XRD分析,膜的相组成为非晶态SiO2、γ-Al2O3和Al4Ti2SiO12及TiO2,SEM分析膜主要特征为层状表面结构,平铺在支撑体上。研究发现添加剂、pH值、膜与基体之间的应力作用、浸渍时间、热处理过程对膜的形成的影响甚大。

WC-Al_2O_3复合材料与Si_3N_4陶瓷和YG6硬质合金配副时的摩擦磨损行为

采用真空热压烧结技术制备了WC-15%Al_2O_3(质量分数)复合材料,分别以Si_3N_4陶瓷和YG6硬质合金为配副,在载荷40,80N下进行了干滑动摩擦磨损试验,研究了复合材料的摩擦磨损性能。结果表明:与Si_3N_4陶瓷配副时复合材料的摩擦因数较高且波动较大,与YG6硬质合金配副时摩擦因数较低且相对稳定;与Si_3N_4陶瓷配副时,复合材料的磨损率在较低载荷下高于与YG6硬质合金配副时的,在较高载荷下则低于与YG6硬质合金配副时的;在载荷40,80N下,复合材料的磨损机制均主要为疲劳磨损,伴随着微裂纹、脆性断裂和晶粒拔出等特征。

La_2O_3掺杂对ZnNb_2O_6陶瓷微观缺陷和介电常数的影响

通过测量不同La2O3含量的ZnLa2xNb2(1-x)O(6-2x)微波介质陶瓷的介电常数、符合正电子湮没辐射多普勒展宽谱和寿命谱,研究不同La2O3含量对该陶瓷介电常数和微观缺陷的影响。结果表明,x<0.20时,随着La2O3含量增加,样品正电子平均寿命τm和缺陷浓度减小,致密度、商谱谱峰和介电常数εr升高。x=0.20时,样品正电子平均寿命τm和缺陷浓度最小,致密度、商谱谱峰和介电常数εr最高。x≥0.30时,样品正电子平均寿命τm和缺陷浓度升高,致密度、商谱谱峰和介电常数εr降低。

等离子喷涂Cr2O3/TiO2高温氧化物陶瓷复合涂层的微观组织及电化学性能

目的通过等离子喷涂工艺,在油气管道X70管线钢表面制备出Cr2O3/TiO2高温氧化物陶瓷复合涂层,研究该涂层的微观组织与电化学性能。方法采用9MC Plasma Control Unit等离子喷涂系统,基于线切割尺寸为40mm×24mm×6mm的X70管线钢基体表面,沉积Cr2O3/TiO2高温氧化物陶瓷复合涂层。利用金相显微镜和扫描电子显微镜观察该复合涂层的微观组织与形貌,利用X射线衍射仪分析该复合涂层的物相组成,利用电化学工作站测定该复合涂层的电化学腐蚀性能。结果Cr2O3/TiO2高温氧化物陶瓷复合涂层由完全熔化区和半熔化区双态组成,呈典型的等离子喷涂层状结构,层与层之间结合较紧密,分布着富Cr2O3沉积区与富TiO2沉积区,无相变产生,完全熔融的TiO2液相可嵌入到未完全熔融的Cr2O3结构间隙中形成固溶结构。经电化学腐蚀性能测试,其自腐蚀电位介于-0.4^-0.3V之间,高于X70管线钢基体的自腐蚀电位-0.6^-0.5V,腐蚀倾向滞后,表现出好的抗腐蚀性能。结论研究选取的等离子喷涂参数较合适,并成功制备出了能明显提高油气管道X70管线钢抗电化学腐蚀性且组织分布均匀的Cr2O3/TiO2高温氧化物陶瓷复合涂层。

(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。