陕西科技大学文理学院，半导体材料与器件研究中心，西安 710021
研究了Er2O3掺杂对ZnO-Bi2O3-Sb2O3-Co2O3-MnO2-Cr2O3-SiO2压敏陶瓷微观结构和电学性能的影响。Er2O3掺杂后，部分Er固溶于富Bi相中，对ZnO压敏陶瓷的晶界特性和电学性能产生了较大影响。随着Er2O3掺杂量从0.09% (质量分数)增大到0.35%，样品晶界电阻率不断减小，漏电流密度不断增大，双Schottky晶界势垒高度和非线性系数先增大后减小，击穿场强不断增大；当Er2O3掺杂量为0.27%时，所得ZnO压敏陶瓷非线性系数达到54.4±1.5，击穿场强为(470.1±2.8) V·mm-1，漏电流密度为(1.9±0.1) μA·cm-2，损耗角正切tanδ始终小于0.03，样品综合电学性能最优，性能参数标准偏差均较小，说明样品具有较好的制备可重复性，为Er2O3掺杂高性能ZnO压敏陶瓷的制备提供了借鉴。
1 西安建筑科技大学材料科学与工程学院, 西安 710055
2 陕西富平生态水泥有限公司, 陕西 渭南 711709
为探究方镁石在熟料铝相中的赋存状态, 揭示水化反应机制, 合成了不同MgO含量的铝酸盐, 采用扫描电子显微镜, X射线衍射, 红外光谱等, 研究了MgO对合成铝酸盐的形成和水化性质的影响。结果表明: 提高煅烧温度, 增加MgO含量有助于C4AF和C12F7的形成和稳定; 含镁铝酸盐熔体发生分相现象, 黑色相主要由C3A和MgO组成, 玻璃体和黄色相中的MgO含量较低, 形成了Ca20Al26Mg3Si3O68和Ca7MgAl10O23等含镁化合物; MgO掺杂降低了铝酸盐相的水化速率; 随着MgO含量增加, 铝酸盐相1 d的水化热降低。MgO掺杂的铝酸盐水化产物中存在Mg:Al摩尔比约为2或3的镁铝双金属氢氧化物。
铝酸盐 氧化镁掺杂 晶体结构 水化 镁铝双金属氢氧化物 aluminate magnesium oxide doping crystal structure hydration magnesium-aluminium layered double hydroxide
陕西科技大学文理学院, 陕西科技大学半导体材料与器件研究中心, 西安 710021
采用固相烧结法制备 ZnO-Pr6O11-Co2O3-Cr2O3-Er2O3-SiO2压敏陶瓷, 研究了 SiO2掺杂对 ZnO压敏陶瓷的物相、微观形貌、压敏特性和阻抗特性等的影响。结果表明: SiO2具有抑制晶粒生长的作用, 随着 SiO2掺杂量增加, 晶粒尺寸逐渐减小；SiO2掺杂量为 1.0%(摩尔分数)时, ZnO压敏陶瓷的性能昀好, 生成的第二相物质昀多, 击穿场强、平均晶界电压、非线性系数、晶界电阻率和晶界势垒高度均为昀大, 其值分别为 435.5 V/mm, 1.63 V, 17.5, 17 400 M..cm和 0.37 eV, 漏电流昀小为 1 μA；与未掺杂 SiO2的 ZnO压敏陶瓷相比, 击穿场强和非线性系数分别提高了 3.6倍和 6.6倍。
氧化锌压敏陶瓷 二氧化硅掺杂 微观结构 压敏性能 阻抗性能 zinc oxide varistor silicon oxide doping microstructure varistor property impedance characteristic
1 成都大学机械工程学院, 成都 610106
2 四川大学, 深地科学与工程教育部重点实验室, 成都 610065
针对新一代声波测井仪器对其核心元件压电陶瓷兼具高居里温度、高压电系数以及高稳定性要求的迫切需求, 本文采用传统的固相反应-无压烧结技术制备了一种0.06BiYbO3-0.94Pb(Zr0.48Ti0.52)O3(BY-PZT)三元系压电陶瓷, 并研究了四种氧化物掺杂对其微观结构及电学性能的影响。由XRD和SEM表征可知所有样品均呈纯四方相钙钛矿结构, 掺杂Cr2O3的样品平均晶粒尺寸最大。介电温谱和谐振频谱研究证实四种氧化物掺杂均能提高其介电性能的温度稳定性。掺杂La2O3的样品介电常数温度系数(Tkε)最低, 掺杂MnO2的样品机械品质因素(Qm)最高, 而掺杂CeO2的样品抗热退极化性能最好。高温复阻抗(Cole-Cole图)分析表明, Cr2O3掺杂能够显著提高BY-PZT陶瓷的高温电阻率, 陶瓷在高温下的电导行为主要由晶界响应控制。综合来看, 掺杂La2O3的样品兼具高居里温度(TC=397 ℃)和高压电系数(d33=290 pC/N), 并且在300 ℃退火4 h后d33仍能保持在270 pC/N左右, 有望在极限工作温度为300 ℃的高温压电器件中获得应用。
压电陶瓷 氧化物掺杂 温度稳定性 压电性能 热退极化 介电性能 BY-PZT BY-PZT piezoceramics oxide doping temperature stability piezoelectric property thermal depoling dielectric property
