导读:本文包含了新钨青铜结构论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:多铁性,钨青铜结构,公度,非公度调制,氧空位
新钨青铜结构论文文献综述
洪江生[1]（2019）在《四方钨青铜结构多铁性铌酸盐陶瓷》一文中研究指出多铁性材料由于其特殊的物理性质以及在新型多功能器件上的潜在应用受到了广泛的关注,成为了凝聚态物理和材料科学中最重要的研究热点之一。多铁性四方钨青铜结构铌酸盐陶瓷由于其丰富的阳离子位置和可调的结构受到了越来越多的关注,但是仍有一些关键科学问题亟待解决:铁铌酸盐的磁性来源是什么;铁铌酸盐的铁电性/弛豫铁电性与公度/非公度氧八面体倾斜调制之间的关系有待验证;不同阳离子位置对其结构和性能的影响规律与作用机制;氧空位对其公度/非公度调制以及铁电性的影响尚未被系统性地研究与分析。在本学位论文中,系统地研究了不同位置的离子置换和氧空位引入对四方钨青铜结构多铁性铌酸盐陶瓷的结构和性能的影响规律。获得了以下结论:在Ba4(EuxLa1-x)2Fe2Nb8O30(x=0,0.3,0.5,0.7,0.9,0.95,1)陶瓷材料中,随着Eu含量的增加,钨青铜结构的A1位置的平均离子半径逐渐减小,其结构逐渐向公度调制结构转变。x=0.9,0.95,1组分的样品在室温以上可以观察到一级铁电相变,并且在室温下呈现饱和的P-E电滞回线,与公度调制的结构相吻合。介电与铁电性能的变化可以归因于A1位置离子置换诱导的氧八面体倾斜调制的变化,公度调制的结构有利于铁电性的产生。所有组分在室温下均呈现铁磁性,且磁性来源于钨青铜结构本身与富铁第二相的共同贡献。在(SrxBa1-x)4Sm2Fe2Nb8O30(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)陶瓷材料中,x=0组分的样品在室温以上可以观察到一级铁电相变,x=0.1、0.2、0.3、0.4组分的样品则只能观察到宽化的介电异常峰。随着A1 和A2位离子半径差的减小,(SrxBa1-x)4Sm2Fe2Nb8O30陶瓷逐渐由铁电性向顺电性转变。x=0和0.1组分的样品在室温下具有典型的铁电电滞回线。并且随着Sr离子含量的增加,样品的铁磁性明显增强。因此较大的A2位置平均离子半径有利于(SrxBa1-x)4Sm2Fe2Nb8O30钨青铜结构陶瓷的铁电性的产生,且Sr离子的引入有利于增强磁性能。在Ba4Sm2FexTi4-2xNb6+xO30(.x=0,0.5,1,1.5,2)陶瓷材料中,所有组分的样品在室温下可以观察到一级铁电相变。随着Ti离子含量的减少,居里温度(Tc)逐渐向低温移动。PUND法测试得到的剩余极化进一步确定了铁电性的存在。随着x的增大其矫顽场明显降低,铁磁性则逐渐增强。这些结果证明,在四方钨青铜结构中,B位离子对铁电性和磁性具有调控作用。在x=1的组分中获得了单相室温多铁性材料。制备了具有不同氧空位浓度的四方钨青铜结构Ba4Eu2Fe2Nbs030多铁性陶瓷。空气中烧结的样品在经过氧气氛热处理后,最大极化强度从4.0 μC/cm2降低到3.6 μC/cm2;氧气中烧结得到的样品经过氮气氛热处理后,最大极化强度从3.5μC/cm2增大到7.0μC/cm2。通过PUND法测试得到的电滞回线的剩余极化强度随着氧空位浓度的变化表现出一个可逆的增强。这种可逆的铁电极化增强被证明与氧空位诱导产生的公度调制氧八面体倾斜有关。TEM分析的结果显示氧空位浓度的增大促进了八面体的公度倾斜调制,使其铁电性得到了增强。制备了具有不同氧空位浓度的四方钨青铜结构Ba4Nd2Fe2Nb8O30多铁性陶瓷。空气中烧结的样品在经过氧气氛热处理后,其电滞回线从饱和回线转变成线性回线;而氧气氛烧结的样品在经过氮气氛热处理后,其电滞回线从线性回线转变成饱和回线。通过PUND法测试得到的剩余极化强度随着氧空位浓度的增大明显增强。空气中烧结得到的样品的剩余极化强度(Pr)为0.32 μC/cm2,经过氧气氛热处理后,剩余极化强度(Pr)变为0μC/cm2。与之相反的是,氧气氛烧结得到的样品的剩余极化强度(Pr)为0 μC/cm2,经过氮气氛热处理后,剩余极化强度(Pr)增加到0.92 μC/cm2。与Ba4Eu2Fe2Nb8030陶瓷体系相似,其铁电极化增强同样被证明与氧空位诱导产生的公度调制氧八面体倾斜有关。这种通过氧空位浓度调制的铁电性能被证明是可逆的,这为寻找新型的强铁电性室温多铁性材料提供了新的思路。(本文来源于《浙江大学》期刊2019-04-25）
马红强,邢献然[2]（2015）在《四方钨青铜结构陶瓷的晶体结构和电学性能》一文中研究指出采用高分辨同步辐射X射线粉末衍射和Rietveld全谱拟合法精细修正四方钨青铜结构化合物BaBiNb_5O_(15)和Ba_2CeFeNb_4O_(15)的晶体结构。发现BaBiNb_5O_(15)中存在1/3的A位置为空位,这是目前发现四方钨青铜体系中,A位置空位最多的化合物,Bi原子由于6S~2孤对电子的影响在A的五角孔隙中存在多重劈裂。通过交流阻抗谱法发现BaBiNb_5O_(15)表现较好的氧离子导电特性,A位大量金属离子缺位、更大五角孔隙、Bi离子的多重劈裂、存在较多的的氧空位等因素共同决定了氧离子导电特性;这种化合物在未来可能应用固体氧化物燃料电池(SOFCs)的电极材料或者电催化等领域。发现Ba_2CeFeNb_4O_(15)室温下呈现顺电相特征,B位Fe和Nb原子在B置位呈随机性分布,通过选区电子衍射分析发现Ba_2CeFeNb_4O_(15)的存在非公度调制结构;这种化合物微观结构上,晶粒和晶界均表现出介电弛豫特性,这与分别于电子在Fe~(3+)-Fe~(2+)间和氧空位跳跃有关;宏观电学特性上具有较高的介电损耗,表现出半导体特征。(本文来源于《第十七届全国相图学术会议暨相图与材料设计国际研讨会会议论文集》期刊2015-11-03）
魏灵灵[3]（2013）在《填满型钨青铜结构SNN基无铅织构陶瓷的制备及电性能研究》一文中研究指出随着人类社会可持续发展的要求,为了尽可能解决铅基压铁电陶瓷广泛应用带来的环境污染问题,研究和开发无铅压铁电陶瓷材料己成为一项迫切的、具有重大社会和经济价值的课题。目前,对于无铅压铁电陶瓷的研究虽然已经取得了一定进展,但是无铅压铁电陶瓷的性能远不如铅基压铁电陶瓷。如果能将无铅压铁电陶瓷的微观结构调节与宏观结构设计相结合,则有可能最大程度地提高材料的电学性能。另外,在无铅压铁电材料体系中,钨青铜结构压铁电体由于具有较优的电学性质、电光性质、非线性光学性质以及变晶相界等特性,同时比较容易获得优质且具有大尺寸的晶体材料,因此被广泛应用于存储记忆、激光倍频、电光调制、超导湿度传感器和光学信息处理等领域。其中,填满型钨青铜结构的Sr2NaNb5O15(SNN)基化合物具有优异的介电、铁电、光电和光折射性能,是无铅压铁电领域中最具有研究潜力的材料之一。但SNN基陶瓷材料存在着烧结温度过高、容易出现生长异常的过大尺寸晶粒和裂纹以及压电和介电性能相对较低等缺点,并且较难制备出具有良好致密性且性能较优的产品。本文在传统固相法的基础上采用二步烧结合成技术成功制备了致密性优良的SNN、Sr2KxNa1-xNb5O15(SKNN)、Sr2-xCaxNaNb5015(SCNN)等压铁电无取向陶瓷,并且从烧结工艺、配方设计和掺杂改性等方面进行系统研究,探讨材料组分、微观结构和宏观性能之间的关联性。具体研究过程为：首先研究工艺条件对体系相结构、微观形貌、密度以及介电和铁电性能的影响,筛选出最佳工艺条件；同时还进行组分设计,选择了K、Ca和Cu0分别作为取代和掺杂剂,对基础组分进行了A位取代和掺杂研究,以期达到控制异常晶粒生长、避免陶瓷表面裂纹出现、降低烧结温度、降低介电损耗、提高陶瓷致密度和优化电性能的目的。通过以上微观组分研究为宏观结构设计(即陶瓷材料的织构化)提供较为理想的材料体系。然后,通过熔盐法采用SrNb2O6-Nb2O5-KCl体系制备纯四方相钨青铜结构、长径尺寸比适当、形貌非对称性高的棒状SKN粉体作为织构技术的模板晶粒,探讨SrNb2O6-Nb2O5-KCl体系中的反应机理和棒状SKN粉体的生长机制。同时研究棒状SKN晶种与SNN主晶相之间的结构匹配性,提出SNN晶体沿棒状SKN晶种的界面传质与取向附生机制。最后,通过模板晶种SKN和其他反应物混合,采用反应模板晶粒生长技术(RTGG)来制备SNN基无铅压铁电织构陶瓷。系统研究该织构过程中模板生长动力学、相形成及相演变、微观组织演变、织构历程、致密化行为以及液相烧结助剂对织构陶瓷烧结行为的影响规律；探讨晶粒的定向生长机制；提出SNN基陶瓷织构的反应机理；此外,还系统研究CuO掺杂、A位Ca取代与陶瓷的织构质量以及陶瓷电性能之间的关系；最终获得高取向度且具有高性能的SCNN无铅压铁电织构陶瓷。通过实验研究和理论分析,得到了以下一系列具有显着创新性的研究成果：1.在传统固相法基础上采用二步烧结合成技术制备填满型钨青铜结构SNN基无铅压铁电陶瓷材料,成功解决该材料体系难以致密化的难题,并避免了异常晶粒和裂纹的出现,得到了具有较优性能的组分体系。通过研究工艺条件对SNN陶瓷的相结构、微观结构、密度、介电和铁电性能的影响,结果发现：当反应温度为1100℃时,SrNb206和NaNbO3开始反应生成SNN,当反应温度为1180℃时可获得纯相的SNN粉体,但是过高的烧结温度1360℃便会导致SNN相的分解。SNN相在高温下的分解会进一步导致陶瓷表面出现大面积的液相熔融区域和裂纹,从而降低致密度,并恶化所获SNN陶瓷的电性能。因此,制备致密化且具有较优性能的SNN无铅压铁电陶瓷的最佳制备条件是：预烧温度为1180℃,烧结温度为1340℃。此条件下获得的SNN陶瓷其相对密度最大,晶粒大小均匀,气孔数较少,电性能最佳：εr=1325,εm=2210,Tc=280℃,tanδ=0.023,Pr=11.71μC/cm2,Ec=16.15kV/cm。同时,还研究了A位K取代量对SKNN陶瓷的微观结构和电性能影响,结果表明：适当的K取代量能够促进陶瓷的致密化,使陶瓷晶粒生长饱满、晶界清晰,同时还可以提高SKNN陶瓷的介电性能。但是过高的K取代量会促使陶瓷在高温烧结过程中容易出现液相区域,从而导致陶瓷致密化变得越来越困难,陶瓷表面也伴随出现了比较严重的析晶现象,从而恶化陶瓷的电性能。因此,制备致密化且具有较优性能的SKNN无铅压铁电陶瓷其最佳K取代量的范围和制备条件是：x=0.05～0.10,预烧温度为1160℃,烧结温度为1320℃。2.采用熔盐法发现在SrNb206-Nb2O5-KCl体系中可以获得纯四方相钨青铜结构、长径尺寸比适当、形貌非对称性高的棒状SKN粉体作为钨青铜结构陶瓷织构化的模板晶粒,提出了反应机理和生长机制。采用熔盐法在SrN2O6-Nb2O5-KCl体系中,当SrNb2O6与Nb2O5物质的量之比为1.0,熔盐KCl与氧化物质量之比为1.5时,在1150℃预烧6h时,获得了纯四方相钨青铜结构、长径尺寸比适当、形貌非对称性高的棒状SKN模板晶粒。此SKN模板无论在纯度还是形貌上其可重复性都很好,且尺寸较为均匀,可以很好地作为制备织构陶瓷的模板晶粒。熔盐法制备SKN模板的反应机理为：SrCl2与Nb205之间的反应比SrCl2与SrNb206之间的反应更容易进行。随着原料中Nb2O5含量的增加,SrCl2会和Nb205优先进行反应,从而减少了其与SrNb206反应生成杂相Sr2Nb207的机会。因此在SrNb2O6-KCl体系的基础上加入适量的Nb205就可以获得纯相的SKN。熔盐法获得的SKN模板其棒状形貌的生长机制为：在SrNb2O6-Nb2O5-KCl熔盐体系中SKN的形貌主要受两个过程的控制和影响：首先是反应过程,其次是晶体生长过程。反应过程与SrNb2O6在KCl中的溶解有关,如果反应物中SrNb2O6的含量比它在KCl中的溶解度高,部分未溶解的SrNb2O6粉体就会团聚在一起而无法在液相熔盐中得到充分分散。由于SrNb2O6既是生成SKN的反应物,又是SKN晶体形成的初始晶种,因此就导致了SKN形成时多个晶核位的共同存在。SKN的生长过程主要与钨青铜结构晶体的生长习性有关。对钨青铜结构晶体来说,其(001)面由于具有较高的表面能,生长速度比其他几个面要快,从而获得表面呈现台阶状的棒状形貌。3.开展了棒状SKN晶种与SNN主晶相之间的结构匹配性研究,并提出了SNN晶粒沿棒状SKN晶种进行取向附延生长的机制。采用反应烧结技术在不同体系R0(不含有SKN晶种),R10(含有10mol.%棒状SKN晶种)和C10(含有10mol.%等轴SKN晶种)中,相形成过程均发生在致密化行为之前,且最高相对密度都达到了95%以上。另外,棒状SKN晶种和等轴SKN晶种的存在都可以促进SNN主晶相的形成,也可以促进陶瓷的致密化过程。在R10体系中,当烧结温度为1340℃时,陶瓷表面出现了尺寸较大(50～100μm),生长各向异性且形貌类似于棒状SKN晶种的SNN晶粒。在C10体系中,仅出现了尺寸在15μm左右的非等轴晶粒。而在R0体系中,并没有出现任何生长各向异性的陶瓷晶粒。R10体系中形貌类似于棒状SKN晶种的SNN晶粒的出现可用液相辅助传质模型来解释：随着烧结温度的升高,在SKN模板与SNN晶粒的交界处优先形成一层液相膜,液相膜的形成促进了K+、Na+在两物相中的相互扩散。这种K+、Na+的扩散导致SKN晶种的棒状形貌逐渐模糊并溶解消失,同时也促使液相区域的面积逐渐变大并形成棒状轮廓。钨青铜结构晶粒的自身生长习性、棒状轮廓液相区域的形成以及SKN晶种的棒状结构骨架都为生长各向异性的SNN晶粒的形成和生长提供有利因素,因而得到了形貌类似于棒状SKN晶种的SNN晶粒。说明棒状SKN模板与SNN晶体之间存在着很好的结构匹配性。4.率先将RTGG技术用于制备填满型钨青铜结构的SKNN无铅压铁电织构陶瓷,获得最佳织构化条件。通过研究工艺条件对SKNN织构陶瓷相结构演变、织构度、致密化行为、微观结构演变和电性能的影响,结果发现：在RTGG技术制备织构陶瓷的过程中,随着烧结温度的升高和保温时间的延长,SKNN织构陶瓷的致密化程度及织构度均存在一极大值,超过极大值所对应的温度和保温时间,材料的致密化程度下降,织构度降低,且在陶瓷表面出现液相熔融迹象。获得了SKNN织构陶瓷的最佳织构化条件：烧结温度为1360℃,保温时间为6h,此时织构因子最大为82%。通过研究烧结温度和保温时间对SKNN织构陶瓷沿c轴方向和a/b轴方向电性能的影响规律发现：SKNN织构陶瓷其介电性能、铁电性能和压电性能都表现出明显的各向异性。当烧结温度为1360℃,保温时间为6h时,所获得的SKNN织构陶瓷沿c轴方向的常温介电常数εr,最大介电常数εm,剩余极化强度Pr和压电常数d33都明显高于a/b轴方向,且分别为a/b轴方向的1.42倍,4.20倍,5.67倍和5.38倍。另外,对比传统固相法(CMO)制备的SKNN无取向陶瓷的电性能与采用RTGG技术获得的SKNN织构陶瓷在c轴方向上的电性能发现：SKNN织构陶瓷沿c轴方向的各种电性能均明显高于无取向陶瓷。SKNN织构陶瓷其常温介电常数ε和最大介电常数εm,分别为无取向陶瓷的1.67和2.85倍。与SKNN无取向陶瓷相比,SKNN织构陶瓷的矫顽场略有降低,但其沿c轴方向剩余极化强度Pr为无取向陶瓷剩余极化强度Pr的2.94倍。SKNN织构陶瓷沿c轴方向的压电常数d33(86pC/N)为无取向陶瓷压电常数d33(46pC/N)的1.87倍,表明织构技术可以大幅度提高陶瓷的性能。5. SKNN织构陶瓷的织构机制：随烧结温度的升高,SKNN织构陶瓷微观组织结构的变化分为叁个阶段：烧结初期为固相反应阶段,表现为基体原料之间的相互交联以及SNN相与SKN模板之间的侵蚀反应；烧结中期为致密化阶段,表现为陶瓷表面气孔数的逐渐减少,陶瓷相对密度的急剧增大；烧结后期为织构化过程,表现为在较高的烧结温度下可以得到沿流延方向定向生长且具有类似于SKN模板棒状形貌的SKNN织构陶瓷。RTGG技术制备SKNN织构陶瓷的织构机理为：围绕在SKN棒状模板周围的SNN粉体与SKN棒状模板通过液相侵蚀生成的SKNN相具有类似于棒状模板的非等轴形貌,以此为织构行为产生的新模板,从而导致新模板周围的等轴SKNN晶粒在具有棒状形貌的非等轴SKNN模板晶粒周围进行趋向附延生长,从而获得织构形貌。6.在SKNN无取向陶瓷中引入烧结助剂CuO,为进一步制备SKNN-CuO织构陶瓷确定最佳CuO含量。系统研究了CuO含量对SKNN陶瓷的相结构、显微结构、密度、介电性能和铁电性能的影响,提出了CuO掺杂的作用机制。结果发现：较低含量的CuO能完全进入晶格相,从而使所有组分都能获得纯相四方钨青铜结构的SKNN陶瓷,同时没有引起陶瓷晶格的畸变和相结构的转变。适当的CuO掺杂量可以提高陶瓷的致密化程度,但过多含量的CuO反而会导致陶瓷表面出现尺寸较大的晶粒从而降低陶瓷的致密度。另外,SKNN陶瓷的电性能与CuO的掺杂量密切相关。当CuO的掺杂量为0.015时,陶瓷具有较佳的电性能,此时陶瓷晶粒大小均匀,晶界清晰,陶瓷相对密度最大为99.6%,此时常温介电常数εr、最大介电常数εm和剩余极化强度Pr都获得最大值：εr=1160,εm=1573,Pr=4.82μC/cm2。同时发现在SKNN无取向陶瓷体系中,CuO同时起到液相助剂和受主掺杂的作用。7.采用RTGG技术成功制备了SKNN-CuO织构陶瓷,提高了织构陶瓷的织构度,并进一步探讨了织构机制。系统研究了SKNN-CuO织构陶瓷在陶瓷织构过程中的烧结行为、致密化行为、相结构演变、微观结构演变以及模板生长过程中的织构度随烧结温度和保温时间的变化规律。结果表明：在RTGG-CuO织构陶瓷的相形成过程中,CuO的存在不仅促进了SNN相的形成,加快了陶瓷的致密化、降低了烧结温度,同时还提高了织构陶瓷的取向度,从而在较低的烧结温度1340℃保温6h便可获得织构因子高达86%的织构陶瓷。CuO促进SKNN陶瓷织构化的机制为：围绕在SKN棒状模板周围的SNN粉体与SKN棒状模板通过液相侵蚀生成的SKNN相具有类似于棒状模板的非等轴形貌,当反应体系中存在适量的CuO液相助剂时,会更利于Na+的扩散和具有棒状形貌的SKNN二次模板的形成,正是适量的液相使得等轴SKNN晶粒在具有棒状形貌的非等轴SKNN模板晶粒周围进行趋向附延生长的区域有所扩大,从而提高了陶瓷的织构度。进一步验证了织构机制。8.研究了SKNN-CuO织构陶瓷其电性能的各向异性,并将SKNN-CuO织构陶瓷与SKNN织构陶瓷的性能进行对比分析。通过研究烧结温度和保温时间对SKNN-CuO织构陶瓷沿c轴方向和a/b轴方向各种电性能的影响规律发现：SKNN-CuO织构陶瓷其介电性能、铁电性能和压电性能具有显着的各向异性。SKNN织构陶瓷沿c轴方向的常温介电常数εr,最大介电常数εm,剩余极化强度Pr和压电常数d33都明显高于a/b轴方向。在最佳条件下获得的SKNN-CuO织构陶瓷在c轴方向上的各项电性能均明显高于SKNN-CuO无取向陶瓷。其沿c轴方向的常温介电常数εr和最大介电常数εm分别为无取向陶瓷的1.88和3.09倍。其沿c轴方向剩余极化强度pr为无取向陶瓷剩余极化强度pR的3.18倍。沿c轴方向的压电常数d33为无取向陶瓷压电常数d33的1.91倍。对比SKNN织构陶瓷与SKNN-CuO织构陶瓷的电性能可以看出,CuO虽然降低了烧结温度,并提高了织构陶瓷织构度。但是,引入CuO之后,织构陶瓷的最大介电常数,居里温度,剩余极化强度和压电常数都有所降低。说明CuO的引入无法同时兼顾提高织构度和优化电性能的双重目的。9.通过A位取代,获得了同时具有高取向度和高性能的SCNN织构陶瓷,并成功实现了RTGG技术在其他钨青铜结构化合物体系的应用。首先选用传统固相法采用二步反应烧结技术成功制备出了不同Ca取代量的SCNN无取向陶瓷,并系统研究了Ca取代量对陶瓷的相结构、显微结构、密度、介电性能和铁电性能的影响。结果表明当Ca取代量为0.15时,获得了晶粒生长同性、尺寸大小均匀、致密性良好的陶瓷,其最佳电性能为：Tc=285℃,εm=1954,Pr=7.08μC/cm2。同时,采用RTGG技术成功制备了SCNN织构陶瓷,当烧结温度1340℃、保温6h时,便可获得织构因子高达88%的织构陶瓷。对比SKNN织构陶瓷、SKNN-CuO织构陶瓷与SCNN织构陶瓷发现,Ca取代A位Sr之后的织构陶瓷,其织构因子最大为88%,且其沿c轴方向的各项电性能均优于SKNN织构陶瓷和SKNN-CuO织构陶瓷。说明Ca的引入既可以很好地起到烧结助剂的作用,提高了织构陶瓷的致密度和取向度,同时也可以明显提高织构陶瓷的电性能。这个工作实现了RTGG技术在其他钨青铜结构化合物体系中的成功应用。(本文来源于《陕西师范大学》期刊2013-05-01）
韩晓琨[4]（2013）在《钨青铜结构Ca_xBa_(1-x)Nb_2O_6基陶瓷的制备及性能研究》一文中研究指出随着人类环保意识的增强和社会生态可持续发展的需要,无铅陶瓷材料的研究和开发受到越来越多的重视。钨青铜型铁电体由于其优良的电学、电光和非线性、光学等特性,同时,相对容易获得优质大尺寸的晶体材料。因此,被广泛应用于声表面波中的滤波器和谐振器、光波导、光调制器和红外探测器等领域。铌酸钙钡(CaxBa1-xNb2O6)具有优异的电光、热电和光折射性能,是无铅铁电领域中具有研究潜力的材料之一。但是,铌酸钙钡陶瓷存在易出现晶粒异常长大和烧结温度高等缺点,并且较难制备出具有良好致密性的样品。本文采用传统固相法制备出CaxBa1-xNb2O6(简称CBN)基无铅陶瓷,并从组成、烧结工艺、掺杂改性等方面进行了研究。通过研究组分变化对体系相结构、微观形貌、密度以及介电和铁电性能的影响,筛选出性能较优的组分Ca0.28Ba0.72Nb2O6,在此基础上,选择不同的掺杂剂进行改性。首先,系统地研究了Ca/Ba的变化对CBN陶瓷的相结构、显微结构以及电性能的影响,结果表明：原料粉体在1150℃/4h预烧时,只有x=0.25和0.28的粉体可以得到四方钨青铜单相,其余组分有BaNb2O6或者CaNb2O6杂相的存在。随着预烧温度的升高,杂峰强度逐渐降低,直至消失。在1225℃时,所有陶瓷样品都可以获得纯相。陶瓷样品的密度随着x的增加先增大后减小,在x=0.28时,陶瓷获得了最大的相对密度为98.5%。CBN陶瓷样品有两种形貌的晶粒存在：当x=0.20和0.22时,只有等轴形貌晶粒存在,从x=0.25开始,非等轴形貌晶粒开始出现,并且增多,从而导致在x>0.28时,陶瓷呈现出低的致密性和高的气孔率。各组分陶瓷样品的最大介电常数随着x的增大先增大后减小,而居里温度Tc从338℃降到190℃,且通过居里外斯公式证明,所有组分的陶瓷样品均为典型的弛豫铁电体。另外,所有组分的陶瓷样品都具有饱和且不闭合的电滞回线曲线图,随着温度的升高,陶瓷样品的铁电性逐渐减弱,但是没有消失。综合各方面电性能,得出具有较优性能的组分为x=0.28,此时,居里温度Tc=234℃,电性能分别为：εm=2998,Pr=3.98μC·cm-2, Ec=14.03kV·cm-1.其次,我们选用La2O3, CeO2作为掺杂剂,以期达到抑制晶粒异常长大的作用。结果表明：所获CBN-La2O3陶瓷的相结构均为钨青铜结构且无杂相,随着La203含量的增加,晶粒的生长受到了很强抑制,从而避免了异常晶粒的出现。但介电常数峰逐渐朝低温方向移动,介电性能和铁电性能都下降。所获CBN-CeO2陶瓷相结构也均为钨青铜结构且无杂相,随着CeO2含量的增加,陶瓷样品的晶粒尺寸越来越小,说明Ce02的引入能明显起到抑制晶粒生长的作用,从而避免了异常晶粒的出现。另外,随着Ce02含量的增加,陶瓷的居里温度从225℃逐渐降低到180℃。与相同条件下制备的基体相比,在x=0.1时电性能有小幅度的增大,铁电性能基本维持不变,电性能为：εm=2776,Pr=3.4μC/cm2,此时居里温度Tc=225℃。最后,我们引入助烧剂以期降低烧结温度的同时提高陶瓷材料的电性能。在Ca0.28Ba0.72Nb2O6材料的基础上分别引入MnCO3和CuO,研究其含量的变化对陶瓷相结构、微观形貌以及电性能的影响。当加入MnCO3时,陶瓷预烧温度为1180℃,烧结温度为1300℃时,其预烧温度和烧结温度与基础组分相比,都降低了40℃左右。随着MnCO3含量的增加,陶瓷的密度呈现先增大后降低的趋势,陶瓷的最大介电常数、剩余极化强度Pr和矫顽场Ec均呈现先增大后降低的趋势。当x=0.3时,其性能最佳,分别为：Tc=225℃,εm=2491,Pr=1.34μC/cm2.说明MnCO3的加入虽然可以降低烧结温度,抑制异常晶粒的出现,但电性能明显降低。当加入CuO时,陶瓷预烧温度为1150℃,与基础组分相比都降低了约75℃。烧结温度为1300℃时,与基础组分相比降低了40℃。随着CuO含量的增加,陶瓷的密度呈现先增大后降低的趋势,陶瓷的最大介电常数、剩余极化强度Pr和矫顽场Ec均呈现先增大后降低的趋势。当x=0.2时,陶瓷的密度最大,致密性最好,陶瓷晶粒均匀,介电性能最佳。此时陶瓷的性能为：Tc=225℃,εm=3400,Pr=4.72μC/cm2。说明引入适当量的CuO,不仅可以降低预烧温度和烧结温度,还可以改善陶瓷材料的电性能。因此,Ca0.28Ba0.72Nb2O6-0.2wt%CuO材料是实现无铅陶瓷材料应用的候选材料。(本文来源于《陕西师范大学》期刊2013-05-01）
王孟杰[5]（2012）在《钨青铜结构铌酸锶钡微晶玻璃的制备及其介电性能研究》一文中研究指出本文采用整体析晶法于950oC的析晶温度下制备了钨青铜结构的铌酸锶钡(SBN)微晶玻璃，系统研究了析晶保温时间、两种形核剂及其含量对微晶玻璃的析晶机理、微观结构、晶体构成、介电性能和储能特性的影响，并借助DSC、SEM、OM、XRD、阻抗谱和电滞回线等分析手段对形成的材料进行了相关的表征，解释了微晶玻璃的形成机理，获得了微观和宏观介电性能的变化关系，揭示了材料内部的极化子类型。1)利用DSC测试结果，结合Kissinger公式分析得到SBN晶体的析出活化能为462kJ/mol，与Si-O键的离解能相当，表明晶体的析出受Si-O键断裂的影响比较显着。OM测试观察到了SBN微晶玻璃显着的表面析晶现象。2)析晶保温时间对SBN微晶玻璃的微观结构和介电性能有重要的影响。析晶层厚度随着保温时间的增加呈现出一种抛物线变化规律，随着保温时间从0延长至8h，SBN的晶粒大小和含量呈现先逐渐增加后持平的趋势，样品的介电常数从10增加至460。另外，在未充分析晶之前，样品的居里温度随着保温时间的延长向高温偏移，这是由于大小晶粒间组成的变动以及玻璃相对晶体的夹持效应造成的。研究结果表明950oC保温5h为样品较佳的析晶工艺。3)形核剂TiO_2的掺杂使得SBN玻璃的析晶温度由1000oC降低至950oC，促进了晶体的析出。随着TiO_2的含量从0增加到1mol%，体系中的SBN晶粒尺寸先增大后减小，相应微晶玻璃的介电常数也出现先增后减的趋势。TiO_2含量为0.1mol%的样品，介电常数达到510，较已有的报道提高了160，最大储能密度达到0.13J/cm3。4)0.1mol%ZrO2的掺杂使得SBN玻璃的析晶温度由1000oC降低至975oC，微晶玻璃体系中SBN晶粒的尺寸和均匀程度增加。与不加形核剂的样品相比，加入ZrO2的微晶玻璃介电常数提高50，饱和极化强度提高了1.5μC/cm2，最大储能密度提高0.07J/cm3。5)由弛豫激活能计算得到SBN晶体的激活能接近1eV，玻璃基体的激活能略高于晶体，表明晶体中的载流子以氧空位为主，而玻璃相以氧空位和离子极化为主。(本文来源于《北京化工大学》期刊2012-05-30）
李召虎[6]（2012）在《填满型钨青铜结构Sr_2K_(0.1)Na_(0.9)Nb_5O_(15)基陶瓷的制备和性能研究》一文中研究指出钨青铜型铁电体由于具有优良的电学性质、电光性质、非线性光学性质、以及变晶相界等特性,同时比较容易获得优质且大尺寸的晶体材料,因此被广泛应用于联想存储记忆、激光倍频、电光调制、超导湿度传感器、光学信息处理和固体燃料等领域。其中,填满型钨青铜结构的Sr2NaNb5O15基化合物具有优异的电光、介电、铁电和光折射性能,是无铅铁电领域具有研究潜力的材料之一。但铌酸锶钠陶瓷材料存在着烧结温度过高、压电和介电性能相对较低等缺点,并且较难制备出具有良好致密性和较优性能的样品。本文在传统固相法的基础上采用二步合成技术成功制备了致密性优良的Sr2K0.1Na0.9Nb5O15(简称SKNN)系列铁电陶瓷,并且从烧结工艺、配方设计和掺杂改性叁方面进行了研究。首先研究工艺条件对体系相结构、微观形貌、密度以及介电和铁电性能的影响,筛选出最佳工艺条件。随后进行组分设计,选择了Ta.Sb和LiSbO3分别作为取代和掺杂剂,对基础组分进行了B位取代和掺杂研究,以期达到控制异常晶粒出现、避免陶瓷表面裂纹出现、降低烧结温度、降低介电损耗、提高陶瓷致密度和优化电性能的目的。主要内容如下：首先,系统研究预烧温度和烧结温度对Sr2K0.1Na0.9Nb5O15陶瓷体系相结构、微观形貌、密度、介电和铁电性能的影响。研究结果发现当预烧温度为1180℃,烧结温度为1340℃,所获陶瓷的相结构为四方钨青铜结构,此时陶瓷晶粒大小均一,气孔较少,致密度出现最大值,电性能出现最佳：εγ=1221,εm=1701,Tc=270.℃,tanδ=0.013,Pr=5.55μC/cm2,Ec=15.7kV/cm.其次,在确定好基础体系的最佳工艺条件之后,进行B位取代,分别研究B位Ta和Sb取代对陶瓷相结构、显微结构和电性能的影响,同时探讨取代机制。当Ta取代Nb5+时,陶瓷相结构均为钨青铜结构且无杂相。随着Ta含量的增加,陶瓷的烧结温度升高,但晶粒尺寸越来越小,说明Ta的引入能明显起到抑制晶粒生长的作用,从而避免异常晶粒的出现。另外,随着Ta含量的增加,陶瓷的居里温度从270℃逐渐降低到-35℃,同时,介电性能逐渐降低、铁电性能逐渐恶化,说明Ta的引入恶化了陶瓷电性能。当Sb取代Nbs+时,所获陶瓷相结构均为钨青铜结构且无杂相。随着Sb含量的增加,陶瓷的烧结温度降低,但晶粒形貌的各向异性明显增加,陶瓷表面的气孔数也在明显增加。另外,随着Sb含量的增加,陶瓷的室温介电常数逐渐降低,当x=0.5时,在所测温度范围内并没有观察到介电峰。当x=1.0和1.5时,在300℃附近发现一个微弱的介电峰,峰的强度随着Sb含量的增加逐渐减弱并消失。最后,在基础组分中引入LiSbO3,研究LiSbO3含量的变化对陶瓷相结构、微观形貌以及电性能的影响,以期降低烧结温度,并且改善其电性能。结果表明：获得陶瓷最佳性能的预烧温度和烧结温度分别从基础体系的1180℃和1340℃降低到1160℃和1320℃。同时,随着LiSbO3含量的增加,陶瓷的密度呈现先增大后降低的趋势,陶瓷晶粒的尺寸越来越大,陶瓷的常温介电常数εr、最大介电常数εm,剩余极化强度Pr和矫顽场Ec均呈现先增大后减低的趋势。另外,居里温度Tc随着x的增大逐渐减小。当x=0.04时,陶瓷的密度获得最大值(4.9597g/cm3),致密性最好,陶瓷晶粒比较均匀,介电性能最佳。陶瓷电性能分别为：εr=1492,εm=2062,Pr=6.84μ C/cm2,Ec=17.86kV/cm,Tc=241℃通过与基础体系的对比可以看出,引入适当量的掺杂剂LiSbO3,不仅可以降低预烧温度和烧结温度,还可以改善陶瓷材料的电性能。(本文来源于《陕西师范大学》期刊2012-05-01）
谷双平[7]（2012）在《Ba基充满型钨青铜结构铌酸盐多铁性陶瓷》一文中研究指出多铁性材料蕴含着丰富的物理研究课题以及广阔应用前景,近年来得到了广泛关注和蓬勃发展。本论文制备了Ba基含Fe充满型钨青铜铌酸盐陶瓷,系统地研究了其结构、介电、铁电和磁学性能。讨论了磁性离子Fe3+的引入所带来的新现象和新性能,分析了A,位和B位离子对该Ba基含Fe充满型钨青铜铌酸盐陶瓷结构与性能的影响,揭示了其介电性能、铁电相变和磁学性能的变化规律及结构根源。在Ba4R2Fe2Nb8O30(R=La,Nd,Sm,Eu,Y)体系中,随R离子半径减小,晶体结构稳定性逐渐降低。Ba4La2Fe2Nb8030陶瓷在所测温度范围内为顺电体,呈现室温反铁磁性。R为Nd3+、Sm3+和Eu3+离子时,陶瓷具有室温铁电性,且依次增强,其铁电居里温度Tc依次为337 K、418 K和428 K,结构分析提示其铁电性起源于Fe3+/Nb5+离子相对氧八面体中心的偏离；在室温下叁种陶瓷均测得了磁滞回线。在Ba4(Y1-xLax)2Fe2Nb8O30(x=0,0.3,0.579,0.684,1)体系中,当AI位完全为y3+离子时,杂相较多,La3+离子的引入使杂相大幅度减少。x为0和0.3时,陶瓷为弛豫铁电体。x为0.579和0.684时,陶瓷晶体A,位离子平均半径分别和Sm3+、Nd3+的离子半径相同,但其性能与Ba4R2Fe2Nb8O30(R=Sm,Nd)陶瓷完全不同,而是与x为0和0.3的成分相似,故Ba基含Fe钨青铜铌酸盐陶瓷体系性能和A,、A2位离子半径差关系不大,特征离子和其他因素对其介电性能的影响更为明显。磁性测试表明,x从0变化到1,磁性依次变弱。在Ba4Nd2Fe2(Nb1-xTax)8O3。(x=0,0.05,0.1,0.3,0.5,1)体系中,Ba4Nd2Fe2Ta8O30陶瓷在所测温区范围内为顺电体。x为0和0.05成分的陶瓷均具有室温铁电性,相变温度分别为337 K和327 K。x为0.1、0.3和0.5时,陶瓷介电性能和热分析均未出现预示铁电相变的征兆。磁性测试表明,x从0变化到0.5,磁性依次变弱,直至x≥0.5时,陶瓷变为顺磁性。分析叁个体系磁学性能及变化规律可以得到,Ba基含Fe充满型钨青铜铌酸盐陶瓷磁性起源于钨青铜结构中Fe3+-O-Fe3+超交换作用所导致的反铁磁性,晶体结构的畸变导致Fe3+-O-Fe3+角度和键长改变,产生净磁化,使化合物表现出磁性。(本文来源于《浙江大学》期刊2012-02-13）
李召虎,杨祖培,魏灵灵[8]（2010）在《钨青铜结构Sr_2K_(0.1)Na_(0.9)Nb_5O_(15)-xLiSbO_3无铅压电陶瓷的制备和电性能研究》一文中研究指出采用传统固相法制备了Sr_2K_(0.1)Na_(0.9)Nb_5O_(15-x)LiSbO_3无铅压电陶瓷。详细研究了不同含量的LiSbO_3对基体陶瓷Sr_2K_(0.1)Na_(0.9)Nb_5O_(15)相结构、微观形貌、介电和铁性能的影响。结果表明,在预烧温度为1160℃,烧结温度为1320℃时,随着LiSbO_3含量的增加,陶瓷的密度呈现先增大后降低趋势。另外,随着LiSbO_3含量的增加,陶瓷的居里温度逐渐降低,但常温介电常数和最大介电常数均呈现先增大后降低的趋势。陶瓷铁电性能中的剩余极化强度P_r和矫顽场E_c随着x的增大,均呈现先增大后减低的趋势。当x=0.04时,陶瓷的密度获得最大值(4.9597g/cm~3),致密性最好,晶粒尺寸比较均匀,介电性能和铁电性能最佳:ε_r=1492,ε_m=2062,P_r=6.84μC/cm~2,E_c=17.86kV/cm,T_c=241℃。(本文来源于《第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第6分册）》期刊2010-10-15）
高帅[9]（2009）在《钨青铜结构无铅压电陶瓷Ba_2NaNb_5O_(15)的制备及性能研究》一文中研究指出压电陶瓷,特别是锆钛酸铅体系,在电子信息、集成电路等产业中得到广泛的应用。近年来,由于铅的危害和人们对环境问题的重视,无铅压电陶瓷的发展成为压电陶瓷新的发展方向。本文讨论钨青铜结构无铅压电陶瓷Ba_2NaNb_5O_(15)体系,通过氧化铜和氧化铋的掺杂改善其烧结特性、介电性能、压电性能,以期满足人们对无铅压电陶瓷的要求。采用普通固相反应法,讨论纯Ba_2NaNb_5O_(15)的烧结工艺及抑制钠挥发的方法;通过在Ba_2NaNb_5O_(15)体系中掺杂氧化铜和氧化铋,降低其烧结温度,同时抑制了Ba_2NaNb_5O_(15)中棒状晶粒的异常长大,提高了烧结致密度。二者在烧结过程中的作用机理不同,氧化铜通过CuO-BaO固溶体的形成促进了烧结,而氧化铋则是单一的因为其较低的熔点,通过液相降低烧结温度。在促进烧结的同时,Cu~(2+)和Bi~(3+)进入晶格取代,造成晶格畸变,使介电系数、压电系数、居里温度下降,并随着掺杂量的增多而下降。相同掺杂量的情况下,适当的烧结温度和保温时间促进了晶粒的充分长大,提高了压电和介电性能。文中还讨论了极化条件,如极化时间、极化电压、极化温度对压电性能得影响,温度较低时,升高极化温度效果较好;当极化温度接近距离温度时,极化电压就成为主导因素。同时通过扫描电子显微镜、X射线衍射分析等的测试结果,解释实验过程中的现象和性能变化,说明了产生氧化铜和氧化铋促进烧结的微观机理。(本文来源于《天津大学》期刊2009-05-01）
毕文婕[10]（2008）在《钨青铜结构晶体Ca_（0.28）Ba_（0.72）Nb_2O_6结构与物性机理研究》一文中研究指出由于钨青铜结构铌酸盐具有良好的压电、铁电和非线性光学性质,他们已经被广泛地应用于激光倍频、电光调制、光信息处理等领域。SBN晶体由于具有良好的电学和光学性质,所以已经投入广泛地应用。但由于其居里温度只有60℃,这就在很大程度上限制了其在高温下的应用。2001年德国科隆大学一个研究小组首次成功利用提拉法生长出Ca_(0.28)Ba_(0.72)Nb_2O_6(CBN-28)晶体。发现其居里温度在265℃,比SBN晶体高出近200℃。因此可以推测CBN-28晶体有着更为宽广的潜在应用前景。对于一种新的压电铁电晶体材料来说,除了要具备良好的压电铁电特性,它的光谱特性(如透过光谱、晶格振动光谱等)、热机械特性(如热膨胀、热切削性等)和热力学特性(如热容、热扩散、热导率等)也非常重要,并且直接影响着晶体的应用。只有各方面性质综合起来都不错,晶体才能具有优良的应用价值。所以对该晶体进行物性机理研究具有重要意义。本文对CBN-28晶体的光谱特性和热特性进行了实验结果进行了介绍,并与其他钨青铜结构铌酸盐晶体进行了比较分析。本文还对CBN-28晶体的电学特性进行了测量,并对钨青铜结构晶体的锥光干涉条纹进行了实验拍摄。主要包括以下几方面工作:一、根据空间群理论计算并分析了CBN-28晶体的晶格振动模。利用Raman散射和红外吸收实验对晶体的晶格振动模进行验证,并取得了与理论分析一致的结果。钨青铜结构晶体的特征峰主要是八面体结构的5支光学活性振动模引起的。并对不同配置的Raman光谱和红外吸收光谱的特征峰进行了指认,发现Raman峰有展宽的情况,这主要是由于组成钨青铜结构的八面体发生畸变导致的。二、对CBN-28晶体的热特性进行了测试。采用差示扫描量热计对CBN-28晶体的比热进行测量,测出从20℃到500℃的比热值为0.455-0.770J/g·℃。并发现在晶体相变居里点处有比热峰出现,这是晶体相变时存在相变潜热导致的结果。采用热机分析仪对CBN-28、Cu:KNSBN晶体的热膨胀曲线进行测量。在这两种晶体中均发现在居里点附近,热膨胀系数发生很大变化。采用闪光脉冲法对晶体的热扩散系数进行测量,并由此计算出晶体的热导率。叁、采用双光束型分光光度计对CBN-28晶体和其他一些钨青铜结构铌酸盐晶体的透过光谱进行测量和比较。发现非掺杂的钨青铜结构晶体的紫外吸收边一般在380nm。而掺杂离子后紫外吸收边向低频方向移动。并且对晶体对偏振光的透过特性进行了测量。四、对CBN-28晶体的介电特性进行测量。测量了介电谱和介电损耗。发现CBN-28晶体的居里点在260℃,并且发现在低频交变电场1KHz下240℃处该晶体有较大的介电损耗。应尽量避免在这种条件下使用该晶体。五、对钨青铜结构铌酸盐SBN和Cu:KNSBN晶体的锥光干涉现象进行了拍摄。发现SBN和Cu:KNSBN晶体都是单轴晶。并分别对光线平行于光轴入射和垂直于光轴入射的锥光干涉现象进行了分析。(本文来源于《山东大学》期刊2008-04-10）
新钨青铜结构论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
采用高分辨同步辐射X射线粉末衍射和Rietveld全谱拟合法精细修正四方钨青铜结构化合物BaBiNb_5O_(15)和Ba_2CeFeNb_4O_(15)的晶体结构。发现BaBiNb_5O_(15)中存在1/3的A位置为空位,这是目前发现四方钨青铜体系中,A位置空位最多的化合物,Bi原子由于6S~2孤对电子的影响在A的五角孔隙中存在多重劈裂。通过交流阻抗谱法发现BaBiNb_5O_(15)表现较好的氧离子导电特性,A位大量金属离子缺位、更大五角孔隙、Bi离子的多重劈裂、存在较多的的氧空位等因素共同决定了氧离子导电特性;这种化合物在未来可能应用固体氧化物燃料电池(SOFCs)的电极材料或者电催化等领域。发现Ba_2CeFeNb_4O_(15)室温下呈现顺电相特征,B位Fe和Nb原子在B置位呈随机性分布,通过选区电子衍射分析发现Ba_2CeFeNb_4O_(15)的存在非公度调制结构;这种化合物微观结构上,晶粒和晶界均表现出介电弛豫特性,这与分别于电子在Fe~(3+)-Fe~(2+)间和氧空位跳跃有关;宏观电学特性上具有较高的介电损耗,表现出半导体特征。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
新钨青铜结构论文参考文献
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