李国荣
,
曾华荣
,
郑嘹赢
,
曾江涛
,
程丽红
,
赵坤宇
,
殷庆瑞
材料导报
当电介质内的不均匀区域达到纳米级时,纳米尺度效应对介电性能的影响便不容忽视.分别以PMN-PT弛豫铁电单晶、ZnO压敏陶瓷、纳米SiO_2/环氧树脂复合材料为例,通过实验证明了在无机铁电单晶、半导体陶瓷以及无机纳米/有机复合材料中存在的介电性能的纳米尺寸效应.
关键词:
有机
,
无机
,
复合电介质
,
纳米尺寸效应
朱志刚
,
李宝山
,
李国荣
,
郑嘹赢
,
殷庆瑞
无机材料学报
运用XRD、TEM、EDS等实验手段,研究了Si离子掺杂对PMS-PZT材料的相结构、微观结构以及电畴形貌的影响.XRD测试结果表明,所有材料都显示钙钛矿结构,四方度(c/a)随着掺杂量的增加而增大.TEM研究结果表明,随着Si离子掺杂量的增加,电畴的形貌由鱼刺型过渡到微米级的带状畴,最后转变为波浪状的电畴.EDS表明在材料的晶界处含有纳米级的SiO2和PbSiO3,并且发现单斜晶系的孪晶ZrO2在晶界附近析出.本文对孪晶ZrO2的析出及其析出量随着硅离子含量增加而增加的原因作了解释,最后对材料压电性能的降低进行了探讨.
关键词:
锑锰锆钛酸铅
,
TEM
,
piezoelectric
,
domain structure
张丽娜
,
李国荣
,
赵苏串
,
郑嘹赢
,
殷庆瑞
无机材料学报
采用固相烧结工艺制备了Nb5+掺杂的Bi4Ti3O12层状结构铁电陶瓷.运用XRD 和AFM对Bi4Ti3-xNbxO12+x/2材料的微观结构进行表征,发现所制备的陶瓷均具有单一的正交相结构,抛光热腐蚀表面晶粒的显微形貌表现为随机排列的棒状结构.通过对材料直流电导率与温度关系的Arrhenius拟合,分析丁Bi4Ti3-xNbxO12+x/2的导电机理. Nb5+掺杂提高了材料的介电常数,但居里温度随掺杂含量的增加呈线性下降趋势.DSC结果显示Bi4Ti3-xNbxO12+x/2材料在居里温度处经历了一级铁电相变.样品的铁电性能测试结果表明, Nb5+掺杂Bi4Ti3O12提高了材料的剩余极化Pr,这主要是由于Nb5+取代Ti4+大大降低了材料中氧空位的浓度,使得氧空位对畴的钉扎作用减弱的缘故.
关键词:
导率
,
activation energy
,
ferroelectric properties
,
Bi4Ti3O12
曹瑞娟
,
李国荣
,
赵苏串
,
曾江涛
,
郑嘹赢
,
殷庆瑞
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2009.01183
利用电泳沉积法分别在Al2O3/Pt和Pt金属基底上制备了厚度为10~40μm的0.3Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-0.7Pb(Zr,Ti)O3(PNN-PZT)厚膜, 研究了pH值、Zeta电位与PNN-PZT悬浮液稳定性的关系, 探索了沉积电压、沉积时间与电泳沉积量的关系. 结果表明, 当添加少量分散剂聚乙二醇时, pH值在3.5~5.5较宽的范围内, 悬浮液具有较高的Zeta电位, 容易制得稳定的悬浮液. 沉积电压为21V, 沉积时间为5min时, 在Pt金属基底上电泳沉积得到的PNN-PZT厚膜, 经过1200℃烧结30min后, SEM显微结构分析表明, 厚膜致密, 晶粒得到充分生长. 电学性能测试显示此厚膜具有良好的铁电介电性能, 其剩余极化强度Pr可达20.8μC/cm2, 介电损耗tanδ为3.2%.
关键词:
PNN-PZT厚膜
,
electrophoretic deposition
,
dielectric property
,
polarization hysteresis loop
李燕燕
,
李国荣
,
王天宝
,
郑嘹赢
,
冷森林
,
殷庆瑞
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00374
采用固相反应法制备了施主掺杂浓度不同的Nb2O5（分别为0.1mol%、 0.3mol%、 0.5mol%、 0.7mol%）掺杂(Ba, Bi,Na)TiO3基PTCR陶瓷. 对其微观结构及电性能进行研究发现：随着Nb2O5掺杂浓度的增加，陶瓷晶粒尺寸先变大后变小，室温电阻率也随之先减小后增大，说明Nb2O5的掺杂量存在一个临界施主掺杂浓度. 当Nb2O5施主掺杂量为临界施主掺杂浓度0.5mol%时，获得了居里温度Tc为 183℃、室温电阻率ρ为1.06×103Ω·cm、升阻比ρmax/ρmin为1.0×104的高温无铅PTCR陶瓷. 通过交流复阻抗谱分析，探讨了Nb2O5施主掺杂在该PTCR陶瓷中的作用机理.
关键词:
PTCR
,
lead-free
,
high curie temperature
,
(Bi1/2Na1/2) TiO3
洪琳
,
赵丽艳
,
朱兴文
,
郑嘹赢
,
曾江涛
,
李国荣
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.11525
利用传统固相烧结法制备了Bi(Mg2/3Nb1/3)O3-PbTiO3(BMN-PT)压电陶瓷, 分析了不同PbTiO3含量对BMN-PT压电陶瓷的晶体结构、介电、压电及铁电性能的影响. XRD结果表明: 合成的BMN-PT陶瓷具有纯钙钛矿结构, 并且在PbTiO3含量为x=0.60时, 其组分的XRD图谱在衍射角2θ=45°出现明显的分峰, 说明该组分相结构中存在三方和四方相的共存. 压电铁电性能显示, BMN-0.60PT有最大的压电常数d33(~170pC/N)和平面机电耦合系数kp(0.35), 最小的矫顽场Ec(29.4 kV/cm)及最大的剩余极化Pr(31.4 μC/cm2). 确定了BMN-PT压电陶瓷的准同型相界(MPB)为PbTiO3含量x=0.60的组分. 介电系数温谱表明介电系数峰值温度(Tm)随着PbTiO3含量的增大而升高, MPB组分的Tm约为276℃.
关键词:
压电陶瓷; 铌镁酸铋钛酸铅; 准同型相界; 相变温度
翟维琴
,
姚政
,
金继华
,
祝铭
,
郑嘹赢
功能材料
ZnO变阻器电气性能的提高对避雷器的运行可靠性起着主要作用.本文首先采用两种新型球磨工艺制备了细化的ZnO陶瓷变阻器的添加剂.并且通过改进粘结剂和无机/有机复合侧面绝缘层配方,使ZnO变阻器的残压比、2ms方波通流、4/10μs大电流冲击等电性能有了大幅度的改善.
关键词:
ZnO变阻器
,
残压比
,
高阻层
,
通流容量
,
振动磨
,
行星磨
邹霞
,
李国荣
,
谭援强
,
姜胜强
,
郑嘹赢
,
曾江涛
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.01071
采用离散元法动态模拟了功能陶瓷材料的压制过程, 分别分析了重力与微重力情况下, 成型后素坯的颗粒分布、应力以及孔隙率等情况. 结果显示: 在重力情况下, 不同粒径的颗粒分布不均匀, 小粒径颗粒很大一部分集中在上冲附近, 而微重力情况下, 颗粒不均匀性明显减小; 与此同时, 与微重力情况相比, 重力情况下坯体的应力分布梯度较大, 靠近上冲模及下冲模处应力比中间部位应力大, 而孔隙率分布梯度也较大.
关键词:
离散元法
,
functional ceramics
,
gradient
,
particles distribution
顾大国
,
李国荣
,
郑嘹赢
,
曾江涛
,
丁爱丽
,
殷庆瑞
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00626
采用固相法制备了Mn改性的CaBi4Ti4O15(CBT+x mol% MnCO3)层状压电陶瓷. 介电温谱显示所有样品居里点在780℃附近, 并且发现该材料在110K处有一介电弛豫峰. Mn的加入显著降低了高温下的介电损耗, 剩余极化轻微降低, 室温介电常数从173减小到162, 同时机械品质因子由2700增加到4400, 显示了硬性掺杂的效果. 在100~600℃范围内, x=1.0的样品比纯组分的电阻率提高了一个数量级以上, 500℃的电阻率提高了约2个数量级(108Ω·cm), 电阻率对温度的Arrhenius拟合由两段过渡到三段, 压电系数d33由7提高到14.5. 实验结果表明, Mn改性的CBT在高温传感器等领域具有应用前景.
关键词:
压电陶瓷
,
Mn-modified
,
resistivity
,
CaBi4Ti4O15
卢剑萍
,
李国荣
,
郑嘹赢
,
曾江涛
,
曾华荣
,
卞建江
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00379
利用电泳沉积法在Φ50 μm的铂金丝上制备了厚度约50 μm的0.2Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-(0.8-x)PbTiO3-xPbZrO3 (PNN-PZT)致密压电陶瓷厚膜. 研究了不同聚合度的分散剂聚乙二醇(PEG)对悬浮液的Zeta电势和厚膜表面形貌的影响.结果显示, 加入高聚合度的分散剂PEG10000所制得的悬浮液比加入低聚合度的分散剂PEG6000制得的悬浮液更稳定, 并且电泳沉积得到的厚膜也更加致密. 本研究解释了不同聚合度的PEG对悬浮液稳定的可能原因, 并比较了连续电泳沉积法与分步电泳沉积法对厚膜表面形貌的影响, 结果表明采用分步电泳沉积法制备的厚膜更加致密. 研究了不同的烧结温度对PNN-PZT厚膜形貌和介电性能的影响, 结果显示烧结温度为1180℃时, 厚膜的介电性能最好, 介电常数达988, 介电损耗为3.7%. 测试了1180℃烧结的PNN-PZT厚膜的电压位移曲线和电滞回线, 结果表明厚膜的有效压电常数为90 pm/V,剩余极化为6.00 kV/cm.
关键词:
电泳沉积; PNN-PZT厚膜; 聚乙二醇
