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Nb2O5掺杂高温无铅(Ba,Bi,Na)TiO3基PTCR陶瓷结构与电性能研究

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ρmaxmin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

Nb2O5掺杂高温无铅(Ba,Bi,Na)TiO3基PTCR陶瓷结构与电性能研究

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 , 无铅 , 高居里温度 , Bi1/2Na1/2TiO3

BiYbO3固溶极限对BSPT压电陶瓷结构和电学性能的影响

石维 , 冷森林 , 龙禹 , 朱建国 , 肖定全

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2013.12476

采用传统固相反应法制备了yBiYbO3-(0.36-y)BiScO3-0.64PbTiO3(BSYPT-0.64/y)体系压电陶瓷.X射线衍射显示BSYPT-0.64/y陶瓷体系为单一的钙钛矿结构;SEM测试结果显示当y=0.1时陶瓷表面形貌出现异常,当y=0.14时有大量粒径为0.3~0.5 μm的细小晶粒析出在陶瓷的表面;EDS能谱分析发现细小晶粒主要成分为Bi、Yb、Ti、Sc和O,表明BiYbO3的含量超过10%时为BSYPT-0.64/y陶瓷体系的固溶极限区域;通过BSYPT-0.64/y陶瓷的压电性能、铁电性能测试,介温特性(Tc~450℃)结果分析发现当y>0.1时,BiYbO3固溶极限析出是相对孤立的行为,不是影响BSYPT-0.64/y的结构和电学性能的主要因素,而其结构和电学性能的降低依赖于Sc/Pb相对含量比的降低导致组分对准同型相界的偏离.

关键词: 固溶极限 , 压电陶瓷 , 居里温度 , 铁电性能

高居里温度BaTiO3-(Bi0.5Na0.5)TiO3无铅正温度系数电阻陶瓷的制备

冷森林 , 贾飞虎 , 钟志坤 , 杨琴芳 , 李国荣 , 郑嘹赢

无机材料学报 doi:10.15541/jim20140568

用传统的固相反应烧结法制备了(1-xmol%)BaTiO3-xmol%(Bi0.5Na0.5)TiO3(BBNTx)高温无铅正温度系数电阻(positive temperature coefficient of resistivity,PTCR)陶瓷.X射线衍射表明所有的BBNTx陶瓷形成了单一的四方钙钛矿结构.SEM分析结果显示随着BNT含量的增加,陶瓷晶粒尺寸减小.空气中烧结的0.2m01% Nb掺杂的BBNT1陶瓷,室温电阻率为~102 Ω·cm,电阻突跳为~4.5个数量级,居里温度为~150℃.氮气中烧结的0.3mo1% Nb掺杂的BBNTx(10≤x≤60)陶瓷,同样具有明显的PTCR效应,居里温度在180~235℃之间.随着BNT含量的增加,材料的室温电阻率增大,同时陶瓷的电阻突跳比下降.

关键词: BaTiO3-(Bi0.5Na0.5)TiO3 , 无铅 , 正温度系数电阻 , 制备

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