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SnO₂气敏元件烧结工艺与电性能关系的复阻抗分析

傅刚 , 陈志雄 , 张进修

无机材料学报

采用平面丝网印刷工艺制备ＳｎＯ_２厚膜气敏试样，分别在不同烧结温度和保温时间下于空气中烧成，测量试样的灵敏度和稳定性，并通过复阻抗分析方法，研究ＳｎＯ_２气敏元件烧结工艺和电性能的关系，探讨烧结工艺对敏感材料微结构的影响．结果表明，适当调整烧结工艺参数可以使元件既有较高的气体灵敏度又有良好的长期稳定性；复阻抗分析表明，随保温时间延长，试样的电阻－电抗曲线半圆弧的弥散角逐渐减小至零，说明适当延长保温时间使晶粒间界处的弛豫时间分布趋向一致，晶界处晶粒的接触形态以及开口气孔和缺陷的分布等更趋均一和稳定．

关键词: SnO₂气敏元件 , thick film , calcining temperature , calcining time , complex impedance

烧结温度对PMS-PZT系陶瓷显微结构和压电性能的研究

朱志刚 , 李宝山 , 李国荣 , 张望重 , 殷庆瑞

无机材料学报

研究了不同烧结温度对Pb(Mn_1/3Sb_2/3)O₃-PbZrO₃-PbTiO₃(PMS-PZT)系压电陶瓷显微结构和压电性能的影响.实验结果表明:在1240℃、2h条件下烧结,能获得最优的综合性能:ε_r=1530、d₃₃=374、K_p=0.6、tanδ=0.41%、Q_m=1250,可以满足压电变压器和超声马达等大功率场合下的使用要求.与此同时,当烧结温度为1100-1150℃时,材料仍然具有良好的压电性能:ε_r=1370、d₃₃=348、K_p=0.57、tanδ=0.62%、Q_m=1620(1150℃),因此可以作为中低温烧结的多层器件用厚膜材料.高温显微镜、SEM、TEM和EDS等研究表明,PMS-PZT系陶瓷具有很宽的烧结温度区域,特别是中低温烧结时仍能成瓷并具有高的压电性能,主要是因为PbO和Sb₂O₅在较低烧结温度下(1100℃)能够形成过渡液相促进陶瓷烧结,随着烧结温度的升高,它们能够重新进入晶格形成单一钙钛矿结构.

关键词: 锑锰锫钛酸铅 , piezoelectric , sintering temperature , liquid phase

无水溶胶-凝胶法制备LiFePO₄/C电极材料及其结构和电化学性能

樊军良 , 潘洪革 , 高明霞 , 林燕 , 刘继强

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2007.01032

以乙二醇为溶剂, 采用溶胶-凝胶法合成了LiFePO₄/C. 采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和电化学阻抗谱等分析测试方法, 研究了600～750℃范围内合成的LiFePO₄/C的微观结构特征、在不同放电倍率下的循环稳定性和放电容量等电化学性能. 研究结果表明, 合成温度对LiFePO₄的结晶状况及LiFePO₄/C电极的电化学性能有着显著的影响. 700℃烧结的产物结晶完整, 颗粒细小(～150nm) 均匀, 电化学性能有了显著的提高, 0.5C的放电容量达到150mAh/g, 1C的放电容量仍有141mAh/g, 经200个循环, 放电容量基本保持不变.

关键词: LiFePO₄ , in situ decomposition , cycle stability , sintering temperature , discharge capacity

无铅压电陶瓷K_0.5Na_0.5NbO₃-BiFeO₃的烧结工艺与压电性能研究

江民红 , 陈何欣 , 刘心宇 , 杨理清 , 周昌荣

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.01178

采用传统常压固相烧结工艺制备了掺杂0.8at%BiFeO₃(BF)的K_0.5Na_0.5NbO₃(KNN) 无铅压电陶瓷,着重研究了烧结温度与保温时间对陶瓷的晶体结构、相转变、致密度与压电、介电性能的影响. 研究结果表明, 所有陶瓷样品都为单一的钙钛矿结构, 烧结温度与保温时间对陶瓷样品的室温晶体结构与相转变温度几乎没有影响, 但对陶瓷的表面形貌、密度和压电性能有较大的影响. 当保温时间为3h，在1100℃至1150℃范围内, 随烧结温度的升高，陶瓷的压电常数d33、平面机电耦合系数Kp及机械品质因数Qm均一直升高, 介电损耗tanδ则显著降低. 当烧结温度为1150℃时, 随保温时间的增加, 陶瓷的压电性能先显著提高后基本保持不变. 1150℃保温2h烧结的陶瓷获得良好的性能：密度ρ=4.50g/cm³（致密度为95.63%）, d₃₃=132pC/N, K_p=45%, Q_m=333.73, tanδ=2.39%.

关键词: 无铅压电陶瓷 , K_0.5Na_0.5NbO₃ , sintering temperature , piezoelectric properties

铌锰锆钛酸铅压电陶瓷烧结行为的研究

李宝山 , 朱志刚 , 李国荣 , 殷庆瑞 , 丁爱丽

无机材料学报

运用XRD、SEM、TEM、XPS等实验手段,研究了烧结温度对0.05PMnN-0.95PZT (PMnN—PZT)压电陶瓷微观结构、压电性能及锰元素价态的影响.实验结果显示:随烧结温度的降低平均晶粒尺寸减小,四方度也随之减小;机电耦合系数(k_p)随烧结温度的升高而提高, 而机械品质因子(Q_m)却呈波浪状变化. XPS及TEM实验分析证明:PMnN—PZT陶瓷在烧结过程中出现明显的液相烧结和成分偏离,低温烧结诱导了Mn²⁺的出现,产生更多的氧空位,从而使低温烧结下的样品Q_m值不致降低.

关键词: 铌锰锆钛酸铅 , sintering temperature , valency of Mn , oxygen vacancies

NASICON纳米晶固体材料的制备与烧结致密化

朱棋锋 , 邱法斌 , 全宇军 , 王永为 , 全宝富 , 徐宝琨

无机材料学报

以常规无机试剂和含硅有机试剂为原料,采用溶胶-凝胶过程与压制成型烧结相结合的方法制备了NASICON纳米晶固体材料,利用TG-DTA对前驱凝胶原粉进行了分析测试,结果表明,NASICON相结构的形成温度范围为750～890℃.实验中重点对800～1000℃烧结所得纳米晶材料进行了表征.目的产物的XRD、FT-IR、FE-SEM、IS结果以及阿基米德法致密度测量结果显示,采用合适的烧结温度和周期可以成功制备出具有纳米级颗粒尺寸、良好结晶特性和较高致密度的固体电解质NASICON材料.材料电学特性测试结果表明,所制备的纳米晶固体电解质材料具有良好的离子导电特性和合理的离子传导激活能,其复合电导与温度倒数的Arrhenius图具有很好的线性关系,并且具有较高结晶特性的材料显示出更高的离子电导率.

关键词: 纳米晶固体材料 , NASICON , sintering temperature , densification

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