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B位复合铅基钙钛矿结构粉体煅烧合成过程中烧绿石相的形成机理研究

喻佑华 ,

稀有金属材料与工程

用X-射线衍射法(XRD)对B位复合铅基钙钛矿结构的铌镁酸铅Pb(Mg1/3Nb2/3)O3与铌铁酸铅Pb(Fe1/2Nb1/2)O3粉体"铌铁矿先驱体法"(即两步煅烧法)煅烧合成工艺过程中烧绿石相形成机理进行了研究.结果表明:MgNb2O6/Pb3O4体系中烧绿石相的形成机理与FeNbO4/Pb3O4体系中的有所不同,前者主要通过从先驱体继承而来的残留Nb2O5与PbO反应而生成,而后者主要通过先驱体FeNbO4分解出来的Nb2O5与PbO反应而得到.

关键词: 固相反应 , 烧绿石 , 反应机理

前驱体制备途径对PFN-PMN二元铅基铁电陶瓷性能的影响

喻佑华 , 冯楚德 , 杨毅 , 李承恩 , 晏海学

无机材料学报

综合运用 XRD、SEM、TEM、EDS和介电测量等方法,考察了一步预煅烧法和二步预煅烧法等前驱体制备途径对Pb(Fe1/2Nb1/2)O(PFN)-Pb(Mg1/3Nb2/3)O(PMN)二元系铁电陶瓷显微结构和介电性能的影响.研究结果表明,对(1-)PFN-PMN二元系而言,在所考查的组成范围内(=0~0.5);其居里温度与PMN的含量近似成线性关系,且随X的增加,居里温度向低温方向移动.峰值介电常数随X的增加而降低.(预)煅烧和烧结条件对显微结构和介电性能都有不可忽视的影响.对用一步预煅烧法和二步预煅烧法得到的样品的介电性能和其他性能进行了比较,并对其差异产生的可能机制进行了讨论.

关键词: 铌铁酸铅 , PMN , precursor , binary system , microstructure , dielectric property

掺杂对PMN-10PT铁电陶瓷介电性能的影响

姚文龙 , 冯楚德 , 杨毅 , 喻佑华

无机材料学报

铌镁酸铅与钛酸铅组成比为9:1(PMN-10PT)的固溶体陶瓷是典型的弛豫铁电体,其介电行为与偶极玻璃的介电行为极为相似.本文使用常用的Swartz两步法,研究了基体掺杂不同物质对PMN-10PT铁电陶瓷的介电性能的影响.经研究发现,当掺入Li2O时,材料的峰值介电常数为28640,大于纯PMN-10PT,而频率色散和弥散相变的程度都变小.当掺杂CaO和Yb2O3时,材料的峰值介电常数下降,分别为19300和18850,它们的频率色散和弥散相变的程度都变大了.同时通过拉曼光谱研究了PMN-10PT陶瓷的B位离子有序度的变化.

关键词: PMN-10PT , dielectric property , doping , B-site order

无压烧结Al2O3/ZrSiO4复相陶瓷的研究

喻佑华 , 吴伟杰 , 尤琪 , 欧阳宇星

硅酸盐通报

以Al2O3颗粒为增强体,MgO-Y2O3为烧结助剂,采用无压烧结方法,在组分优化的基础上,制备的锆英石基复相陶瓷室温抗弯强度和断裂韧性分别可达371 MPa和3.4 MPa·m1/2;采用XRD、SEM分析样品的相组成和显微结构,结果显示:确定ZrSiO4为主要晶相,另外还有少量Al2O3和ZrO2的存在;确定复相陶瓷的强韧化是由Al2O3颗粒引发的裂纹偏转、微裂纹增韧和由ZrSiO4分解而来的ZrO2相变增韧共同作用而实现的,断裂方式主要为穿晶断裂.

关键词: 无压烧结 , 陶瓷基复合材料 , 锆英石 , 氧化铝

Al2O3/ZrO2/ZrSiO4复合材料的研究

喻佑华 , 吴伟杰 , 尤琪 , 欧阳宇星

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.04.018

在Al2O3颗粒补强锆英石陶瓷的研究基础上,探讨了Al2O3与ZrO2共同对锆英石陶瓷的协同补强增韧行为.制备的锆英石基复合材料的室温抗弯强度和断裂韧性分别可达383.31MPa、4.39 MPa·m12.采用XRD分析了复合材料的相组成,采用SEM观察复合材料的断面形貌.结果显示:ZrSiO4为主要晶相,另外还有少量Al2O3和ZrO2存在;第二种增强体ZrO2的最佳引入量为20%(质量分数);确定复合材料的强韧化是由Al2O3和ZrO2颗粒引起的裂纹偏转、微裂纹增韧与ZrO2颗粒引起的相变增韧共同作用而实现的,断裂方式主要为穿晶断裂.

关键词: 陶瓷基复合材料 , 锆英石 , 氧化铝 , 氧化锆 , 协同效应

MgO-Fe2O3-Nb2O5混合物中钙钛矿相前驱体的煅烧反应过程研究

喻佑华 , 姚文龙 , 杨毅 , 冯楚德 , 李承恩

无机材料学报

用XRD法系统地研究了PFN-PMN二元系中钙钛矿相的前驱体FeNbO4(FN)-MgNb2O6(MN)煅烧过程中的物相变化。发现,富镁的前驱体混合物在较高的煅烧温度下有富镁的Mg4Nb2O9(M4N)生成,而富铁的前驱体混合物中FN的生成,有利于抑制M4N的形成.M4N的形成与钙钛矿相煅烧产物中烧绿石相的出现有密切的关系.在MN与FN二种前驱体中,MN在大约650℃时即开始生成,而FN则需至800℃才开始生成,表明较低温度下Fe2O3的反应活性不及MgO的反应活性。

关键词: 前驱体 , calcination , MgNb2O6 , FeNbO4 , perovskite

掺杂对PMN铁电陶瓷烧结工艺和介电性能的影响

杨毅 , 冯楚德 , 姚文龙 , 喻佑华

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2002.01.012

使用常用的两步法,研究了基体掺杂不同物质对PMN陶瓷的烧结工艺和介电性能的影响.经研究发现,当掺杂lmo1%Li2O时,可以实现950~1000°C左右的中温烧结,材料的常温介电常数和介电损耗分别为13500和0.55%,都优于纯PMN.当掺杂2mol%时,可以将烧结温度降到800~900°C的低温烧结范围,且介电损耗明显下降.分析结果表明,材料的显微结构良好,材料的致密化程度较高.另外,掺加Li2O和SrO可以分别稍微减小和增加材料的弥散相变程度.同时本文还研究了PMN陶瓷的微观结构和介电弛豫的情况.

关键词: 铌镁酸铅 , 烧结工艺 , 掺杂 , 介电

前驱体制备途径对PFN-PMN二元铅基铁电陶瓷性能的影响

喻佑华 , 冯楚德 , 杨毅 , 李承恩 , 晏海学

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2001.06.016

综合运用XRD、SEM、TEM、EDS和介电测量等方法,考察了一步预煅烧法和二步预煅烧法等前驱体制备途径对Pb(Fe1/2Nb1/2)O3(PFN)-Pb(Mg1/3Nb2/3)O3(PMN)二元系铁电陶瓷显微结构和介电性能的影响.研究结果表明,对(1-x)PFN-xPMN二元系而言,在所考查的组成范围内(x=0~0.5),其居里温度与PMN的含量近似成线性关系,且随x的增加,居里温度向低温方向移动.峰值介电常数随x的增加而降低.(预)煅烧和烧结条件对显微结构和介电性能都有不可忽视的影响.对用一步预煅烧法和二步预煅烧法得到的样品的介电性能和其他性能进行了比较,并对其差异产生的可能机制进行了讨论.

关键词: 铌铁酸铅 , 铌镁酸铅 , 前驱体 , 二元体系 , 显微结构 , 介电性能

MgO-Fe2O3-Nb2O5混合物中钙钛矿相前驱体的煅烧反应过程研究

喻佑华 , 姚文龙 , 杨毅 , 冯楚德 , 李承恩

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2002.04.017

用XRD法系统地研究了PFN-PMN二元系中钙钛矿相的前驱体FeNbO4(FN)-MgNb2O6(MN)煅烧过程中的物相变化.发现,富镁的前驱体混合物在较高的煅烧温度下有富镁的Mg4Nb2O9(M4N)生成,而富铁的前驱体混合物中FN的生成,有利于抑制M4N的形成.M4N的形成与钙钛矿相煅烧产物中烧绿石相的出现有密切的关系.在MN与FN二种前驱体中,MN在大约650°C时即开始生成,而FN则需至800°C才开始生成,表明较低温度下Fe2O3的反应活性不及MgO的反应活性.

关键词: 前驱体 , 煅烧 , 铌酸镁 , 铌酸铁 , 钙钛矿相

掺杂对PMN-10PT铁电陶瓷介电性能的影响

姚文龙 , 冯楚德 , 杨毅 , 喻佑华

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2002.06.016

铌镁酸铅与钛酸铅组成比为9:1(PMN-10PT)的固溶体陶瓷是典型的弛豫铁电体,其介电行为与偶极玻璃的介电行为极为相似.本文使用常用的Swartz两步法,研究了基体掺杂不同物质对PMN-10PT铁电陶瓷的介电性能的影响.经研究发现,当掺入Li2O时,材料的峰值介电常数为28640,大于纯PMN-10PT,而频率色散和弥散相变的程度都变小.当掺杂CaO和Yb2O3时,材料的峰值介电常数下降,分别为19300和18850,它们的频率色散和弥散相变的程度都变大了.同时通过拉曼光谱研究了PMN-10PT陶瓷的B位离子有序度的变化.

关键词: PMN-10PT , 介电性能 , 掺杂 , 有序度

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