BaTiO3-Bi0．5Na0.5TiO3系铁电陶瓷的晶相特征及性能研究

采用X射线粉晶衍射分析及透射电镜选区电子衍射分析技术等手段，研究了（1-x）BaTiO3-Bi0．5Na0.5TiO3（x≤0．4）固溶体陶瓷的晶相组成及晶体结构特征，并对陶瓷性能特征进行了讨论。研究表明，固溶体的晶体结构受BNT含量的显著影响。X射线衍射分析表明，经1250℃烧结2h的陶瓷形成了钙钛矿结构固溶体。选区电子衍射分析表明，该固溶体并非单一晶相，其晶相类型包括四方相和立方相，并存在局部结构畸变现象。陶瓷的相变温度随BNT含量的增高而变化，居里温度增高，次级相变向低温移动，并最终消失。当BNT含量为20％～40％（摩尔分数）时，陶瓷具有较好的铁电性，其居里温度为146～182℃，介电损耗为0．030～0．042，并在-60～110℃以上较宽的范围内具有良好的介电稳定性。

高能球磨制备0．3BiFeO_3—0．7SrBi_2Nb_2O_9陶瓷及其介电性能研究

采用高能球磨制备0.3BiFeO_3-0.7SrBi_2Nb_2O_9陶瓷.利用XRD和SEM分析球磨时间对粉体物相结构及微观形貌的影响.结果表明:随球磨时间的增加,粉体结晶度提高,颗粒不断细化,但在22.62°处有杂峰出现,经700℃退火杂峰消失.高能球磨制备的陶瓷的介电常数较传统固相反应制备的陶瓷提高30左右.

氧化钨纳米阵列的制备与紫外光电探测研究

采用真空热蒸发法在硅片上实现了大面积、形貌均匀氧化钨纳米阵列的合成。X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)结果均表明,所合成的氧化钨为单斜结构的W18O49,纳米线的生长方向为(010)晶向。利用介电泳技术,在叉指电极上实现了氧化钨纳米线的准定向排列和电极接触。研究了氧化钨纳米线的紫外光探测性能,发现其对365 nm的紫外光具有良好的响应能力。在1 V偏压下,氧化钨纳米线的紫外光响应度为6.67 A/W,响应时间和恢复时间分别为0.17 s和0.15 s。研究结果表明,氧化钨纳米线在高性能光电探测器应用中展示良好前景。

K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3纳米管阵列的制备及其电学性能研究

以乙醇铌、乙酸钾和乙酸钠为原料,乙二醇甲醚为溶剂,采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)氧化铝(AAO)模板法制备K0.5Na0.5NbO3(KNN)纳米管阵列,并采用X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征KNN纳米管的物相、形貌和微观结构.研究表明,在700℃退火处理可获得结晶性较好,具有单斜钙钛矿结构的KNN多晶纳米管阵列.单根纳米管的外径约为200 nm,管壁厚约为20 nm.采用压电力显微镜(PFM)对单根KNN纳米管的压电性能进行表征,结果显示所制备的KNN纳米管具有明显的压电性能.

快重离子辐照改性介电聚合物的结构演变与储能性能提升

由于薄膜电容器具有低极性,绝缘阻抗高,频率响应宽等优点,具有旁路、去耦、滤波和储能的功能,广泛应用于通信、电子、航空航天、医疗设备、新能源等行业。近年来,由于行业的发展,低介电损耗、高击穿场强与高能量密度的新型介电材料的研发变得愈发重要。采用氙重离子束对聚(偏二氟乙烯–六氟丙烯)进行辐照改性,系统地研究了辐照注量对材料微观结构、介电性能和储能性能的影响。结果表明,^(129)Xe^(27+)快重离子辐照促进了优势相变与表面交联结构形成,提高了材料的储能效率与击穿场强。同时,辐照断键提高了材料的介电常数,增强了有效极化。多种效应协同作用下,成功制备了高击穿场强(540 MV/m)、高放电能量密度(16.3 J/cm^(3))的辐照改性聚合物材料,为促进聚合物介质电容器的发展提供了理论与实验依据。

双势阱铁电体的场致应变效应

基于德文希尔-朗道的唯象理论,用统计方法研究了四方相双势阱铁电体在电场作用下偶极子的极化和90°翻转产生的电滞回线和电致伸缩效应,用数值模拟的方法探讨了材料参量、偶极子耦合系数和温度对电滞回线和电致伸缩的影响规律,得到了有意义的结论:材料参量α_0/β越大,电滞回线的高度越高及蝶形回线电致伸缩的底部越宽;偶极子间的交换耦合系数越大,应变的蝶形回线越宽;温度越接近居里点,应变的两条回线在交点处分离得越开,证明了经验规律:电致伸缩系数与居里-外斯常数C的乘积为常数;上述规律能够合理地解释电致伸缩的相关实验结果.

单晶钛酸铋纳米片的XPS和Raman特性

以Bi(NO_3)_3·5H_2O和Ti(OC_4H_9)_4为原料,NaOH为矿化剂,采用水热法制备了形貌规则的单晶Bi_4Ti_3O_(12)纳米片。X射线衍射(XRD)结果表明,所合成的产物为正交相层状钙钛矿结构的Bi_4Ti_3O_(12)。场发射扫描电子显微镜(FESEM)研究显示:样品是由大量边缘尺寸接近200 nm,厚度约为15 nm的片状结构组成。利用X射线光电子能谱(XPS)研究产物的化学组分和价态分布。室温拉曼光谱研究表明,Bi_4Ti_3O_(12)纳米片的声子寿命和热稳定性低于相应的块体材料。

退火温度对ZnO薄膜结构及光学性能影响

以二水醋酸锌为原料，使用溶胶凝胶法在玻璃基体上旋涂氧化锌薄膜。用X射线衍射、室温光致发光、可见分光光度计等方法对薄膜的结构、光学特性进行了研究，同时结合AFM和分光光度计，讨论了不同退火温度对氧化锌薄膜结构，透光率的影响。结果表明：随着退火温度的升高，ZnO薄膜衍射峰增强，其中在500℃时，（002）峰最强，即沿C轴的取向性最好，晶粒尺寸依次增大，其中500-550℃时，晶粒尺寸比较小且分布均匀，平均粒径40nm，表面粗糙度最小，小于8nm；退火温度为550℃时，ZnO薄膜的透光率最高，达96％以上。并在380nm附近有很强的紫外发射峰。

Li、Mg双组分掺杂ZnO薄膜的结构与性能

采用溶胶-凝胶法Li、Mg双组分掺杂制备ZnO薄膜。利用XRD、AFM、Hall测试仪、分光光度仪等对薄膜结构和电学光学性能表征与分析，探讨了Li、Mg双组分掺杂离子、掺杂比例对ZnO薄膜晶体生长和光、电性能的影响。研究表明Li、Mg双组分掺杂提高了ZnO薄膜的电阻率；在可见光范围仍具有较好的透光性能，双组分掺杂ZnO薄膜因为Mg的掺入而具备了Zn1-x-yMgxO薄膜的相关光学特性，吸收峰具有蓝移现象，禁带宽度变大；结晶性能变差，晶粒变小，c轴的取向性变差。

Bi3.15Nd0.85Ti3O12纳米棒的水热合成与Raman光谱研究

以Bi（NO3）3·5H2O，Nd（NO3）3·6H2O和Ti（OC4H9）4为原料，NaOH为矿化剂，聚乙烯醇-124（PVA-124）为模板剂，采用水热法在2OO℃经48h合成了铋层状钙钛矿结构Bi3.15Nd0.85Ti3O12（BNdT）纳米棒。利用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM），选区电子衍射（SAED）和扫描电子显微镜（SEM）研究产物的物相和显微结构特征．结果表明合成的BNdT纳米棒为单晶，直径约10～200nm，长度达数微米。Raman光谱分析表明，Nd离子取代了类钙钛矿层中A位的Bi。

掺钕钛酸铋纳米结构的水热合成研究

以Bi(NO3)3.5H2O,Nd(NO3)3.6H2O和Ti(OC4H9)4为原料,NaOH为矿化剂,采用水热法合成铋层状钙钛矿掺钕钛酸铋(Bi3.15Nd0.85Ti3O12,BNdT)纳米结构.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征产物的晶相和形貌.研究反应温度、矿化剂浓度和反应时间对水热合成BNdT纳米结构的影响.结果表明,在适当的水热反应条件下能有效合成BNdT纳米结构,在反应温度为150℃、175℃、200℃和220℃时分别形成球状、球状与片状共存、棒状和片状产物.

Bi_4Ti_3O_(12)纳米片的低温合成与光致发光特性研究

以Bi(NO3)3.5H2O和Ti(OC4H9)4为原料,NaOH为矿化剂,聚乙二醇(PEG)为添加剂,采用水热法制备形貌规则的Bi4Ti3O12纳米片.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线荧光光谱(XRF)研究产物的物相、显微结构和组成,利用分子荧光光谱仪(PL)研究产物的光致发光特性.结果表明水热合成的Bi4Ti3O12纳米片为正交相层状钙钛矿结构,平均边缘尺寸大约200 nm,厚度10～20 nm,主要沿着平行于(111)面和垂直于(111)面的二维方向生长.室温下Bi4Ti3O12纳米片在470.4nm处具有蓝—绿发光,在399.3 nm和417.6 nm处具有紫光发射特性,初步认为是纳米片表面的氧空位和铋空位所引起的,同时在380 nm和516 nm处存在高能带边和低能带尾.

Bi_(3.15)Nd_(0.15)Ti_3O_(12)纳米棒的拉曼和紫外吸收光谱研究

以Bi（NO3）3.5H2O,Nd（NO3）3.6H2O和Ti（OC4H9）4为原料,加入聚乙烯醇（PVA-124）,采用水热法在200℃经48 h合成了铋层状钙钛矿结构掺钕钛酸铋（Bi3.15Nd0.85Ti3O12,BNdT）纳米棒,纳米棒直径约10~200 nm,长度达十几微米。利用Raman散射研究了掺钕对钛酸铋晶格结构的影响。掺钕钛酸铋和钛酸铋的Raman光谱表明,Nd取代了类钙钛矿层中A位的Bi,掺Nd改善了BTO的对称性和减小了TiO6八面体的畸变。利用UV-vis光谱研究了BNdT纳米棒的光吸收特性,BNdT纳米棒存在A（400 nm）,B（275 nm）,C（210 nm）,D（196 nm）四个吸收带,分别对应于电子从Bi3＋的基态1S0到激发态3P1,3P2,1P1的跃迁和电子从阴离子团TiO6八面体到带正电的Bi3＋离子的跃迁。BNdT的带隙为4.3 eV,大的带隙归因于纳米结构的量子尺寸效应。

Ga-N共掺氧化锌纳米线阵列制备及发光性能研究

采用化学气相沉积法(CVD)以一氧化氮(NO)和氧化镓(Ga_2O_3)为掺杂源,在c轴取向单晶蓝宝石衬底上外延生长镓氮(Ga-N)共掺氧化锌(ZnO)纳米线阵列。利用SEM,XRD,HRTEM,XPS,PL等测试手段对掺杂后的ZnO纳米线阵列进行结构、成分和光学性能表征。结果表明,Ga-N共掺ZnO纳米线阵列保持六方纤锌矿结构,沿(002)方向择优生长;掺杂元素在样品中均匀分布。随着掺杂浓度增加,纳米线由六棱柱结构转变为尖锥层状结构,长度由2μm减小到1μm,锥度增加至0.95;N1s/Ga2p/Zn2p峰结合能向低能态方向移动。PL光谱分析表明,所有样品均出现紫外发光峰和绿光发光峰,不同掺杂浓度的缺陷发光强度不同。

钒酸钡Ba3(VO4)2合成过程的研究

Ba3(VO4)2是最有希望实现低温共烧的微波介质陶瓷体系之一。以BaCO3,V2O5为原料,在不同温度下进行合成反应,对合成样品进行XRD物相分析,研究合成目标相Ba3(VO4)2的反应过程。结果表明:在粉料湿法球磨过程中,BaCO3与V2O5已开始反应生成BaV2O6,球磨后烘干样品的XRD图中不存在V2O5的衍射峰。合成目标相Ba3(VO4)2的中间产物有:Ba(VO3)2.H2O,BaV2O6,Ba2V2O7,Ba3(VO4)2。合成反应在450℃时开始出现目标相,800℃时得到单相Ba3(VO4)2。

浅谈BaO-Ln_2O_3-TiO_2体系微波介质陶瓷的热稳定性

本文介绍了目前提高BaO-Ln2O3-TiO2体系微波介质陶瓷热稳定性的几种方法,指出了有待解决的主要问题;而加强对陶瓷结构的理论剖析、寻找合适的添加剂、改进制备工艺等是今后研究工作的重点。

超大比表面积硫铟锌的低温水浴合成及光催化性能研究

在低温条件下通过水浴法合成了具有超大比表面积的硫铟锌纳米微球。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N2吸附-脱附(BET)法及紫外-可见光漫反射(DRS)等手段对试样的晶体结构、显微结构及吸光特性进行了表征,同时通过甲基橙降解实验研究了其光催化性能。结果发现,硫铟锌微球的粒径随水浴温度升高而增大,比表面积随水浴温度升高而减小。经低温40℃合成的硫铟锌微球平均粒径为200 nm左右,比表面积为756. 78 m^2/g。甲基橙降解实验结果表明,40℃水浴法合成的硫铟锌样品光催化活性最高,其可能与水浴法制备的硫铟锌较小的颗粒尺寸和超大的比表面积有关。

Fe3Si纳米颗粒低温固相制备及磁学性能研究

以乙酰丙酮铁(C_(15)H_(21)FeO_6)和二氧化硅纳米颗粒(SiO_2)分别作为铁和硅的前驱体,280℃低温固相法合成Fe_3Si纳米颗粒,同时加入钠盐(NaCl)调控颗粒的尺寸。利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射和超导量子磁强计对所制备的Fe_3Si纳米颗粒进行表征分析。研究发现该法可以高效制备稳定的DO_3型Fe_3Si纳米颗粒,加入的NaCl能有效调控颗粒粒径。随着Fe_3Si纳米颗粒尺寸的减小,Fe_3Si纳米颗粒的居里温度、截止温度均有明显降低,饱和磁化强度也有所减小。

掺Cu的SrBi_2Ta_2O_9薄膜的非线性光学特性的研究

以SrBi2Ta2O9陶瓷和高纯Cu片作为靶材,利用射频磁控溅射方法在双面抛光的石英基片上制备了掺Cu金属颗粒的SrBi2Ta2O9复合薄膜.用XRD和AFM表征了薄膜的结晶性能和表面形貌;利用单光束Z扫描技术在波长532 nm处测量了薄膜的非线性光学特性,其三阶非线性光学极化率的实部Reχ(3)=2.26×10-9esu,虚部Imχ(3)=0.62×10-9esu.

固相法制备细晶高性能PTCR

针对正温度系数热敏电阻(PTCR)片式化技术对陶瓷晶粒尺寸提出的较高要求,利用固相法制备PTCR,结合提高施受主掺杂比(n(Y∶Mn)>21效果明显),高温预烧(1 220℃),低温烧结(1 300℃)等方法抑制晶粒长大;制备出平均晶粒尺寸小于2μm,室温电阻率为205Ω.cm,升阻比为4.082×104的BaTiO3基多层片式细晶PTC陶瓷,使多层片式PTCR产业化成为现实.