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Effect of Cerium Doping on Microstructure and Dielectric Properties of BaTiO3 Ceramics

材料科学技术（英文）

关键词: BaTiO3陶瓷 , 介电性能 , 微观结构 , 铈掺杂 , 扫描电子显微镜 , 直流电阻率 , 烧结温度 , 介电常数

Nb2O5对BaTiO3陶瓷性能的影响

肖长江 , 朱玲艳 , 张恒涛 , 栗正新

硅酸盐通报

本文在100 nm BaTiO3粉体中加入0、0.2％、0.5％、1％、2％、5％ Nb2O5,通过常规烧结来烧结得到致密的BaTiO3陶瓷,并对不同Nb2O5掺杂量的钛酸钡陶瓷的微观结构、密度和力学性能等方面的影响进行研究.结果表明:随着Nb2O5的加入量从0％增加到5％时,BaTiO3陶瓷的晶粒尺寸从558 nm减小到126nm,而它的硬度和抗弯强度却从4.6 GPa和20 MPa升高到7.3 GPa和36 MPa.

关键词: BaTiO3陶瓷 , Nb2O5 , 微观结构 , 力学性能

BaTiO3多晶陶瓷表面态研究

曹明贺 , 周东祥 , 龚树萍

功能材料

文中系统地对BaTiO3陶瓷的表面态进行综述,认为表面态确实是PTC效应产生的根源所在,同时对表面态的组成(主要对表面态中金属阳离子空位,氧空位)、微量3d元素对表面受主态的显著影响以及表面态密度的定量计算三方面进行分析,认为表面态研究的难点在于其组成的复杂性,认为用电介质理论定量计算表面态密度存在粗略性问题,同时对表面态的研究前景进行展望.

关键词: BaTiO3陶瓷 , 3d元素 , 表面态组成 , 表面态密度

制备工艺对钛酸钡基无铅高压陶瓷电容器材料性能的影响

景文斌 , 李少炳 , 徐亮 , 王丽熙 , 张其土

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2012.02.021

以BaTiO3为基料,加入SrTiO3,CaCO3,Bi2O3·3TiO2等制备了(1-z)Ba1-x-ySrxCayTiO3·z(Bi2O3·3TiO2)系无铅高压陶瓷电容器材料,研究了制备工艺对材料性能的影响.结果表明,在保温时间一定的情况下,瓷料的最佳烧结温度取决于组分中Bi2O3·3TiO2含量,且烧结温度随着Bi2O3·3TiO2的含量的增加而降低；在BaTiO3中加入30％SrTiO3,10％ CaCO3和3％ Bi2O3·3TiO2时(均为摩尔分数),瓷料的最佳烧结温度为1240℃,其εr=3802,tgδ=4.2×10-3,Eb=9.2 kV·mm-1；并且在研究介温性能时,居里温度降低到35℃左右,拓宽了介电峰；当Bi2O3·3TiO2的含量增加到4％时,瓷料的最佳烧结温度为1220℃；在合理的烧结温度范围内,低温烧结和慢速升温将有利于细晶的致密化,从而改善高压陶瓷电容器的综合性能.

关键词: 高压陶瓷电容器 , BaTiO3陶瓷 , 烧结 , 介电性能

晶界势垒和缺陷对PTC效应影响的研究

程绪信 , 肖海霞 , 赵肇雄 , 崔海宁

硅酸盐通报

为了适应市场对低压集成电路过流保护作用的PTC热敏陶瓷的低阻化要求,采用还原-再氧化的烧结工艺来制备多层片式PTC热敏陶瓷.本文主要研究了(Ba1.022-xSmx)TiO3基陶瓷在还原气氛中1200℃烧结30 min并在800℃再氧化热处理后其室温电阻率随施主掺杂浓度的变化关系,以及冷却速率对该样品PyTC效应的影响.从氧化物半导体理论出发,阐述了在还原再氧化过程中该陶瓷的缺陷模型和晶界特性,讨论了施主掺杂BaTiO3基PTC陶瓷缺陷行为与晶界势垒及其导电机理,解释了冷却速率和再氧化时间对样品的电性能以及PTC效应的影响.

关键词: BaTiO3陶瓷 , PTC效应 , 热敏陶瓷 , 晶界势垒 , 缺陷

强介陶瓷耐压的研究

白花珍 , 张之圣 , 胡明

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.1999.04.013

介绍了BaTiO3陶瓷介质的极化机理,指出在居里温度以上和居里温度以下发生电击穿的部位是不同的.并用此理论解释了陶瓷材料的制造工艺特别是烧成条件对直流耐压有较大影响的原因.此外阐述了添加剂、粘合剂及其用量和瓷料中的针孔的产生、加工缺陷等对耐压的影响.

关键词: BaTiO3陶瓷 , 极化 , 击穿 , 居里温度

微波场中BaTiO3陶瓷的烧结及施、受主掺杂对晶粒生长的影响

张道礼 , 曹明贺 , 周东祥 , 欧阳世翕

功能材料

采用TE103单模腔微波炉烧结BaTiO3陶瓷,对微波与陶瓷材料相互作用机制进行了探讨,分析了DaTiO3陶瓷微波烧结过程中各损耗随温度的变化规律;同时,分别在体系中引入受主杂质Cr3+和施主杂质Nb5+,研究微波场中杂质浓度对钛酸钡陶瓷晶粒生长的影响.

关键词: 微波场 , BaTiO3陶瓷 , 微波烧结 , 晶粒生长

BaTiO3铁电陶瓷的应力腐蚀

王瑞敏 , 褚武扬 , 宿彦京 , 高克玮 , 乔利杰

材料研究学报 doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2004.04.014

研究了BaTiO3铁电陶瓷在恒载荷下的应力腐蚀,环境分别为湿空气、水、硅油和甲酰胺.结果表明,BaTiO3铁电陶瓷在湿空气、硅油、水和甲酰胺中都能发生应力腐蚀,其本质是介质分子吸附降低表面能.在空气中的瞬时断裂为穿晶断裂,滞后断裂大部分为穿晶断裂,局部为沿晶断裂.在这四种环境中,归一化应力腐蚀门槛应力强度因子分别为KIsCC/KIC=0.78(空气),0.63(水),0.66(硅油)和0.82(甲酰胺),其断裂韧性为KIC=1.29±0.14 MPa·m1/2.

关键词: 无机非金属材料 , BaTiO3陶瓷 , 应力腐蚀开裂 , 门槛应力强度因子

恒电场下BaTiO3陶瓷压痕裂纹的滞后扩展

王瑞敏 , 宿彦京 , 高克玮 , 乔利杰 , 褚武扬

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2004.11.010

在硅油中加恒电场,研究了BaTiO3铁电陶瓷上维氏压痕裂纹的瞬时扩展和滞后扩展的规律.结果表明,当电场E≥2 kV/mm时,压痕裂纹能发生瞬时扩展,瞬时扩展量随外电场升高而升高.当E≤1.5 kV/mm后,裂纹不能瞬时扩展,但在恒电场下保持一定时间后,就开始滞后扩展,大约60 h后将止裂.电场愈小,发生滞后扩展的孕育期ti愈长;当E≤0.8 kV/mm后,压痕裂纹不发生滞后扩展.随电场升高,裂纹扩展量及平均扩展速率均升高.

关键词: BaTiO3陶瓷 , 压痕裂纹 , 恒电场 , 滞后扩展

在还原气氛烧结过程中施主掺杂量对(Bam-xSmx)TiO3基热敏材料PTC特性的影响

程绪信 , 范杰轩 , 李晓霞 , 赵肇雄

硅酸盐通报

正温度系数(PTC)热敏陶瓷常用于低压集成电路的过流保护,为了适应市场对该样品低阻化的要求,人们一般采用还原再氧化的烧结工艺来制备片式PTC热敏陶瓷.本文主要研究了(Bam-xSmx) TiO3 (BST)基陶瓷在还原气氛中1300℃烧结30 min并在850℃再氧化热处理后其化学计量比和施主掺杂浓度对该样品的电性能及其PTC效应的影响.结果表明,BST基陶瓷样品的化学计量比和施主掺杂量都对该样品的电性能和PTC效应产生影响.随着施主掺杂含量的增加(0.2～0.5mol％ Sm3+)不同化学计量比样品的室温电阻率均呈现出先减小后增加的变化趋势,其中Ba过量样品的室温电阻率比Ti过量的和满足化学计量比样品的一般要高一些.m=1且施主掺杂0.3mol％ Sm3+的BST基陶瓷可以获得较好的PTC效应,它的室温电阻率(ρRT)和升阻比Lg(ρmax/ρmin)分别为383.1Ω·cm和3.1个数量级.此外,化学计量比和施主掺杂量对样品的平均晶粒尺寸有较大的影响,再氧化热处理对施主掺杂BST基PTC陶瓷的电性能以及PTC特性也有明显影响.

关键词: BaTiO3陶瓷 , PTC效应 , 热敏陶瓷 , 施主掺杂剂