放电等离子烧结细晶0.8PMN-0.2PT陶瓷的介电性能

铌镁酸铅-钛酸铅[Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3),PMN-PT]陶瓷是一种典型的驰豫铁电体。为了研究晶粒尺寸对PMN-PT陶瓷介电性能的影响,采用两步固相反应法合成了0.8PMN-0.2PT粉体,使用放电等离子烧结技术在不同温度下制备0.8PMN-0.2PT陶瓷,并分析了陶瓷的晶体结构、微观形貌和介电性能。结果表明:采用两步法能得到纯0.8PMN-0.2PT粉体,其晶粒尺寸约为0.36μm;当烧结温度为1100℃时,采用放电等离子烧结技术可以得到晶粒细小的纯0.8PMN-0.2PT陶瓷,晶粒尺寸约为0.69μm,密度为8.02 g/cm^(3),但是其介电常数较低,最大值为12708,介电-顺电转变峰为一个较宽的峰,且随频率增加,介电-顺电转变温度(T_(c))向高温方向移动,呈现典型的弛豫特性。此外,在频率为1×10^(2)~2×10^(6)Hz时,随温度升高,介电常数和介电损耗都升高。因此,采用放电等离子烧结法可以得到细晶致密且介电常数较高的0.8PMN-0.2PT陶瓷。

掺Li_2O–B_2O_3–SiO_2玻璃低温烧结MgTiO_3–CaTiO_3陶瓷及其微波介电性能

研究了Li_2O–B_2O_3–SiO_2玻璃(LBS)对MgTiO_3–CaTiO_3(MCT)介质陶瓷烧结特性、相组成和介电性能的影响,分析了MCT陶瓷与银电极的共烧行为。结果表明通过液相烧结,LBS能有效降低MCT烧结温度至890℃。X射线衍射结果显示有Li_2MgTi_3O_8、硼钛镁石以及Li_2TiSiO_5等新相生成。随着LBS添加量的增大,陶瓷致密化温度和饱和体积密度降低,介电常数εr、品质因数与谐振频率乘积Q×f也呈现下降趋势,频率温度系数τf向负值方向移动。添加质量分数为20%的LBS的0.97MgTiO3–0.03CaTiO3陶瓷在890℃烧结4h,获得最佳性能εr=16.4,Q×f=11640GHz,τf=–1.5×10–6/℃。陶瓷与银电极共烧界面结合状况良好,无明显扩散。该材料可用于制造片式多层微波器件。

共沉淀法合成铌镁酸铅──钛酸铅介电陶瓷粉末

通过共沉淀法合成铌镁酸铅－钛酸铅介电陶瓷粉末，经８００℃焙烧后，Ｘ射线衍射研究表明几乎为单一钙钛矿相；经１０００℃烧结的陶瓷片其密度达到理论值的９６．７７％，２０℃介电常数可达２０９４０。

Mg4Nb2O9/CaTiO3复合介质陶瓷的结构和介电性能

以1.7%(质量分数)V2O5为烧结助剂,采用传统固相反应法制备了(1-x)Mg4Nb2O9+xCaTiO3[(1-x)MN-xCT]颗粒复合微波介质陶瓷。研究了陶瓷的微观结构和微波介电性能。结果表明:当0.5≤x≤0.7时,经1150℃烧结5h制备的(1-x)MN-xCT样品仍为Mg4Nb2O9和CaTiO3相,没有生成其它新相,在不同相之间存在元素扩散。当x从0.3增加到0.7,样品的相对介电常数(εr)和谐振频率(f)温度系数(τf)随x值的增加而增大,而品质因数(Q)却随x增大而降低。当x=0.5,1150℃烧结5h后,获得的0.5Mg4Nb2O9/0.5CaTiO3+1.7%V2O5微波介质陶瓷的εr=20,Qf=48000GHz(f=8GHz),τf=-12×10-6/℃。

弛豫型铁电单晶Pb(Mg(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3)电畴结构与铁电性能的关系

弛豫型铁电单晶Pb(Mg1 /3 Nb2 /3)O3_PbTiO3[PMNT]的电畴结构与铁电性能随组分变化 :由纯PMN至PMNT6 7/33晶体 ,晶体铁电性能由弛豫型铁电体向正常铁电体方向转变 ,电畴结构由微畴—不规则宏畴—规则宏畴演化 ,压电性能逐步增强 .电畴类型的转化也可由电场和温度诱导 .三方相PMNT晶体 (0 0 1)与 (111)切型晶片在极化后仍维持多畴态 ,它们在压电性能上的差异可从畴壁运动与两相共存方面获得解释 .尽管受晶体组分与结构起伏的影响 ,电畴分布的不均匀性在退火与极化前后始终存在 ,但晶体生长后期的退火处理与极化条件的改善对调节电畴结构、提高压电性能仍有一定效应 .

锂盐助烧铌镁酸铅-钛酸铅陶瓷的压电性能

采用铌铁矿预产物合成法制备了锂盐[碳酸锂(Li2CO3),硝酸锂(LiNO3),氟化锂(LiF)]助烧0.68Pb(Mg1/3Nb2/3)O3–0.32 PbTiO3(PMN–PT68/32)弛豫铁电陶瓷。用X射线衍射分析陶瓷相组成并测试PMN–PT68/32的压电性能。结果表明:所有陶瓷样品均为纯钙钛矿相,无任何其它杂相。添加Li2CO3和LiNO3可以使PMN–PT68/32陶瓷压电性能有一定提高。添加LiF可以使PMN–PT68/32陶瓷压电性能提高很多,其中1150℃烧结添加LiF样品的压电性能为:平面机电耦合系数(kp)约为64%;厚度机电耦合系数(kt)约为54%;压电常数(d33)约为623pC/N;机械品质因数(Qm)约为96。添加Li2CO3和LiNO3样品只发生Li+在PMN–PT68/32的B位置换并产生氧空位。添加LiF样品可以通过F–取代反应产生铅空位来补偿Li+取代产生的氧空位。因此,LiF作为助烧剂的PMN–PT68/32陶瓷的优良压电性能不仅源于低温液相烧结以及阳离子Li+的取代,而且很大程度上源于阴离子F–的取代。

0-3型铌镁锆钛酸铅/环氧树脂复合材料的介电和阻尼性能

采用树脂浇注成型法制备了0-3型铌镁锆钛酸铅(PMN)/环氧树脂(EP)复合材料,并用差示扫描量热仪(DSC)研究了PMN对环氧树脂固化性能的影响。介电性能研究表明,随着PMN质量分数的增加,介电常数和介电损耗都呈非线性增大;在小于105Hz频率范围内,介电常数随频率增大迅速降低,这主要是受复合材料界面极化影响,频率较高时,介电常数变化较小,表现出较好的频率稳定性;在测试频率范围内,介电损耗随频率的升高略有降低,但变化幅度很小。动态热机械分析(DMA)表明,复合材料的储能模量随PMN含量的增加而增大,损耗模量和阻尼损耗因子的峰值及阻尼温域受PMN含量的影响较大,当PMN含量为87.24 wt%时在90℃附近观察到新的阻尼损耗因子峰出现,且该峰对应的温度不随频率的改变而移动,该阻尼损耗因子峰可能为复合材料的介电损耗耗能所致。

铌镁酸铅—钛酸铅系陶瓷多晶相界附近的压电、介电特性

在多晶相界（MPB）附近，PMN－PT体系的压电系数d33达到367pC·N-1,平面机电耦合系数kp达到46％

PMN-PT弛豫铁电粉体和薄膜的无机盐-凝胶法制备

以无机盐为原材料、柠檬酸和EDTA为复合螫合剂,乙二醇为溶剂,合成稳定和均匀的Pb—Mg—Nb—Ti的复合有机盐前驱溶液;通过TGA,DTA和XRD等方法分析复合有机盐前驱物凝胶的热解过程和.PMN—PT钙钛矿相形成的影响因素,研究近全钙钛矿相铌镁酸铅-钛酸铅(PMN—PT)弛豫铁电粉体和薄膜的制备。

陶瓷粒径对PMN/EP复合材料结构与性能的影响

以压电陶瓷铌镁锆钛酸铅(PMN)为功能相、环氧树脂(EP)为基体,采用树脂浇注成型方法制备了PMN/EP复合材料,研究了陶瓷粒径大小对复合材料结构与性能的影响。扫描电镜(SEM)分析表明,用大颗粒的粉料B(74μm～100μm)制备的复合材料中PMN颗粒之间出现"头碰头"或"肩并肩"的连接方式;而用粒径较小的粉料E(7μm～35μm)制备的复合材料,大部分以0-3型结构均匀分散在环氧树脂基体中。力学分析表明,随粒径的减小,PMN/EP复合材料的弯曲强度增大。随陶瓷颗粒粒径减小,复合材料的损耗因子最大值tanδmax增大;粉料E制备的复合材料具有较高的损耗因子,其tanδmax最大为0.724;随陶瓷颗粒继续减小,tanδmax有所降低,但阻尼温域拓宽,损耗面积TA相应增大。

铅系弛豫体基与钛酸钡基独石电容器介电特性的比较

对比研究了典型铅系钙钛矿型弛豫铁电陶瓷独石电容器及钛酸钡基独石电容器的个电特性随温度、电场等条件下的变化规律。结果表明．尽管在弱电场下弛豫体陶瓷与钛醚钡陶瓷的介电行为存在较大的差别，但在强电场下这种差别会减小。从应用的角度看，两种电容器的介电性能在强电场下的相似性是弛豫体电容器取代传统钛醚钡电容器进入大规模应用的重要保证。同时，弛豫铁电陶瓷具有明显较高的介电常数，这一优势可为电容器设计中提高元件综合性能提供较大的空间。

四方相铌镁酸铅-钛酸铅单晶的声光特性研究

准同型相界附近的弛豫铁电单晶体具有较大的压电效应,因而得到了广泛地研究。一般而言,具有较大铁弹响应的材料也具有较高的声光效应。尤其是大的晶格参数变化和应力所致相变可以同时产生大的折射率变化,二者可以同时提高声光效应。本文在马赫-曾德尔干涉光路中对晶体样品施加单轴应力,测量得到了0.65Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.35PbTiO3(0.65PMN-0.35PT)单晶的声光系数π。研究结果表明,该单晶表现出了极高的声光系数,例如,π33达到了15.2×10^-12 m^2/N。这些研究结果表明,弛豫铁电单晶是激光束偏转器和声光调制器的优选材料。

介电可调薄膜材料及压控微波器件研究

利用介电可调薄膜材料的调谐特性研制的介质压控微波器件高频特性好、功率容量大、响应速度快,还有易集成、功耗小、成本低、可靠性高的特点,相比半导体管、铁氧体以及MEMS器件有明显的优势。该文系统介绍了近年来国内外介电可调薄膜材料及压控微波器件的研究进展,并结合作者的工作评述了介电可调薄膜材料和压控微波器件的应用情况。除研究最为集中的钛酸锶钡BaxSr1-xTiO3(BST)材料,还介绍了具有较高调谐率的铋基焦绿石铌酸铋镁Bi1.5MgNb1.5O7(BMN)薄膜材料,该材料介电损耗低(约0.002),介电常数适中(约86),温度系数小,是一种极具发展前景的微波介电可调材料。

PMN-PZT多层厚膜微致动器的制作与分析

研制了一种用于计算机磁头精确定位的'U'形压电微致动器。该致动器由流延法在不锈钢(SUS304)基体上制备镁铌酸铅一锆钛酸铅(PMN-PZT)多层膜,并由丝网印刷工艺制作Ag／Pd内电极。在此基础上,在多普勒干涉仪(LDV)上对封装了压电元件的'U'形微致动器进行了测试。结果表明,该致动器具有优异的位移／电压灵敏度、谐振频率等特点。此外,有限元仿真进一步验证了多层结构的压电元件可以有效地提高压电微致动器的驱动能力。

压电陶瓷变压器材料PMMN-PZT的研究

研究了一种四元系压电陶瓷变压器材料PMMN -PZT。XRD分析证明 ,采用二步法预合成的PMMN -PZT粉料不如一步法 ;SEM分析进一步证实了一步法预合成的粉料能制成性能更好的陶瓷样品。造粒工艺对陶瓷样品的显微结构和压电性能也有重要的影响。最后制得了性能较好的PMMN -PZT压电陶瓷材料 ,其Kp=0 .5 18,Qm=3887,tanδ =0 .71% ,εT3 3 /ε0 =70 1,d3 3 =2 0 3。

利用铁电薄膜研究体异质结型有机光伏器件的光电流极性

制备了铌镁酸铅-钛酸铅(PMN-PT)铁电薄膜,并通过紫外-可见(UV-Vis)透射光谱、X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)对其进行了表征.为了研究体异质结型有机共混膜的光电流特性,制作了氧化铟锡(ITO)/PMN-PT/有机共混膜/铝(Al)的光伏器件,调制激光照射下外加偏压的极性和大小变化将直接改变瞬态光电流的极性和大小,从而可在实验上证明传统体异质结型有机光伏器件的光电流极性是由器件阴、阳电极的功函数差所导致的内建电场的方向决定.同时也提出了一种利用铁电薄膜来研究体异质结型有机光伏器件光电流特性的新方法.

PMN-BT陶瓷的介电性能和相变温度

制备了一系列ＰＭＮ－ＢＴ陶瓷，系统地研究了ＢＴ含量的变化对介电性能和相变温度的影响．ＰＭＮ－ＢＴ陶瓷的相变温度与组成呈“Ｕ”型变化曲线．相变温度的异常变化是由于系统中存在Ｂａ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３顺电微区所致．ＰＭＮ－ＢＴ陶瓷的介电弛豫特性随ＢＴ的增加经历了一个由弱变强，再由强变弱的过程．对由两种钙钛矿化合物构成的铁电固溶体相变温度的变化规律进行了讨论．

铟掺入对铌镁酸铅钛酸铅单晶声表面波的影响

近十几年,新型弛豫铁电单晶铌镁酸铅-钛酸铅受到广泛关注。但温度稳定性稍差限制了其应用范围。为了进一步改善铌镁酸铅-钛酸铅单晶的声表面波性能,文章利用部分波法研究了铟元素掺入对铌镁酸铅-钛酸铅晶体声表面波性能的影响。结果表明,铟的掺入在提高晶体稳定性的同时,部分减低了晶体的声表面波机电耦合系数,略提高了晶体的声表面波相速度,减小了能流角。综合来看,其机电耦合系数仍明显高于传统压电材料,而声表面波相速度则明显低于传统压电材料。这有利于增加声表面波器件的带宽并减小器件尺寸。因此铌铟酸铅-铌镁酸铅-钛酸铅单晶具有较优异的声表面波性能和较好的温度稳定性。

钛酸锶基陶瓷材料中微量物相鉴定

对具有优良介电性能的高频热补偿多层陶瓷电容器材料 (Sr,Ca)TiO3 系统进行了研究 ;X射线粉末衍射法研究表明当瓷料中钛酸锶烧块 (简称ST)与钛酸钙烧块 (简称CT)摩尔比为nST∶nCT ≈70∶30时 ,主晶相为具有钙钛矿型结构的 (Sr,Ca)TiO3 固溶体 ;微量次晶相为具有钨青铜结构的新化合物铌酸钛钡Ba6Ti2Nb8O30。

钛酸锆-铌酸镁系高频介质陶瓷的制备及介电性能的研究

采用固相反应的方法制备粉料,合成了一种新型的(Zr1/2Ti1/2)1x(Nb2/3Mg1/3)xO2 (x=0.05～0.30)高频介质陶瓷。XRD分析确定粉料为单相,其晶相为ZrTiO4结构。瓷片在1 430～1 470℃之间烧结。讨论了收缩率与烧结温度的关系以及介电性能随烧结温度的变化,探讨了不同配比对材料电性能的影响,确定出最佳烧结温度为1 460℃。在1 MHz下测试了材料的介电常数及损耗。相对介电常数在26～34之间。配比为x=0.25的材料,品质因数可达到1×104。