一、Electric characteristics of Nd_2O_3 doped BaTiO_3 ceramics（论文文献综述）
陈晓明,刘丽娜,王星星,刘美丹[1]（2021）在《(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3陶瓷的结构及电学性能：点缺陷效应研究进展》文中进行了进一步梳理从点缺陷效应角度综述了无铅压铁电陶瓷(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3的结构和电学性能研究进展,分析了(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3陶瓷中点缺陷的类型和存在方式,给出了描述陶瓷点缺陷的相关手段,重点讨论了3种引入点缺陷的手段:离子非计量比、离子掺杂、生长工艺,分析三者对(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3陶瓷的结构和电学性能的影响;给出了离子非计量比、离子掺杂、生长工艺引起(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3陶瓷中点缺陷的种类与浓度差异,以及其所对应的陶瓷结构和电学性能特征,为从点缺陷效应角度设计和调控功能陶瓷的结构和电学性能提供借鉴与参考。
宋睿烜[2]（2021）在《受主-施主共掺杂钛酸钡铁电陶瓷的相变行为及压电性能》文中进行了进一步梳理对BaTiO3（BT）的研究具有悠久的历史,BT陶瓷在各种电子器件中也得到了广泛的应用。然而传统固相合成的BT陶瓷的压电性能相对较差(d33～100-170 p C/N),而介电性能较好,因此BT陶瓷多数情况作为介电材料使用。研究者们通过细晶和纳米畴带来的外禀效应,提高了BT陶瓷的压电性能,但能否在BT陶瓷中得到与Pb(ZrxTi1-x)O3（PZT）体系中的准同型相界类似的内禀的大压电机制仍是需要解决的问题。基于上述问题,本论文利用传统固相合成法制备了Li+-RE3+(RE3+=La3+、Sm3+)与Li+-B3+受主施主共掺杂的BT陶瓷。分析了掺杂对BT陶瓷微观组织与物相的影响;测试了共掺杂BT陶瓷介电、铁电以及压电性能,并施加不同参数的电场热处理,分析探讨了不同掺杂含量、不同电场热处理参数对受主-施主共掺杂BT陶瓷电学性能的影响,并结合微观组织与相变行为的变化研究了其中的物理机制。对于Li+-RE3+共掺杂BT陶瓷,随着掺杂含量的提升,材料的晶粒大小略微有所下降,而其物相组成由纯T相变为T相和M相共存,而掺杂量高于2.0 mol%后,出现了新的杂相,陶瓷的性能也随之劣化。Li+-RE3+共掺杂的BT陶瓷在MPB附近获得了巨大的介电响应,其中LL:BT陶瓷的介电常数由纯BT的2000提升至1.7×105（0.9 mol%）,LS:BT陶瓷的介电常数提升至1.6×105（1.0 mol%）。Li+-RE3+共掺杂的BT陶瓷在不同相区也表现出了不同的相变行为,在纯T相区,Li+-RE3+共掺杂BT陶瓷的相变行为与纯BT陶瓷基本一致;在MPB区,居里温度下材料的介电损耗出现突然下降;在T相M相共存区,相变变得弥散化。对于在T相区的LL:BT陶瓷,[002]与[200]衍射峰的峰强比与晶格常数a（b）和c的变化说明Li+与La3+离子倾向于沿着[001]方向择优排列,以Li+-La3+离子对的形式分布。当掺杂量为0.6 mol%时LL:BT陶瓷获得了最优异的压电性能(d33=246p C/N,Qm=570)。对LL:BT陶瓷施加了电场热处理,进一步改善了LL:BT陶瓷的压电性能,并大幅提高了材料的温度稳定性。电场热处理后,0.6 mol%的LL:BT陶瓷获得了优异的压电常数(d33=276 p C/N)与机械品质因数（Qm=2010）,并且具有非常优异的温度稳定性,与其它体系ABO3型压电陶瓷相比具有优异的综合性能,对于无铅压电陶瓷在大功率压电器件中的应用具有积极的意义。对于LB:BT陶瓷,Li+-B3+共掺杂显着地提高了材料的压电性能。当掺杂含量为1.0 mol%时,材料获得了最佳的压电性能,包括大的场致应变（0.26%）、小的滞后（13.7%）、大的大信号压电常数（460 pm/V）与电致伸缩系数（0.067 m4/C2）。电场热处理进一步提高了材料的压电性能。相比于其它体系,经过30 k V/cm、200℃的面内方向的电场热处理后,1.0 mol%的LB:BT陶瓷获得了极佳的综合性能,包括极大的场致应变（0.42%）、大信号压电系数（860 pm/V）、电致伸缩系数（0.105 m4/C2）与极小的滞后（9%）以及非常优异的温度稳定性,这为无铅压电陶瓷在驱动器领域中的应用有重要的意义。分析了电场热处理提高压电性能的机制,研究发现电场热处理促进了掺杂离子成对,减小了离散分布的受主/施主离子的浓度,并减少了氧空位与阳离子空位的产生;电场热处理使离子对沿外加电场方向排列,并形成了自建电场。离子对附近产生的低对称结构与大晶格畸变使缺陷偶极矩（PD）和铁电自发极化（PS）可以发生旋转。对于面内方向电场热处理后的样品,对材料施加电场时,外加电场对沿着面内方向排布的PD施加了较大的力矩,使其向外加电场方向旋转,从而使材料具备极大的、可恢复的场致应变。
林彩平[3]（2021）在《不同Nd掺杂量(Ba1-3x/2Ndx)(Ti0.99Zr0.01)O3陶瓷结构及介电性能》文中提出采用高温固相合成法对Ba Ti O3粉体进行Nd2O3和Zr O2双施主复合掺杂,制备(Ba1-3 x/2Ndx)(Ti0.99Zr0.01) O3（BTNZ）陶瓷,研究Nd掺杂量对BTNZ粉体的陶瓷微观结构和介电性能的影响,结果表明,掺杂适量的Nd3+和Zr4+分别置换Ba Ti O3中的Ba2+和Ti4+能有效地改善Ba Ti O3陶瓷材料的介电性能,随着Nd3+掺杂量的增加,介电峰逐渐展宽,介电峰值非线性地从10049降低到5100,居里峰对应的Tc从136℃降至56℃。
唐晓慧[4]（2020）在《BiFeO3基复相陶瓷铁电极化调控及储能应用研究》文中认为虽然电介质电容器具有充放电速度快和较好的稳定性,但它的储能密度比较小,导致在储能方面的应用受到限制,因此制备出高储能密度的电介质电容器吸引了研究人员的注意。铁酸铋（Bi Fe O3）是一种在理论上具有高自发极化值的ABO3型钙钛矿多铁材料,但Bi Fe O3主要存在两个缺点:首先在烧结过程中,Bi2O3的挥发导致Bi Fe O3内部氧空位浓度升高;其次由于Bi Fe O3的形成能较小,不易合成,因此限制Bi Fe O3陶瓷在储能方面的应用。针对上述两个问题,本论文通过采用掺杂改性方式调节Bi Fe O3的极化行为,提高其饱和极化强度,其次在Bi Fe O3中加入纳米Ba Ti O3以提高其储能密度。利用第一性原理计算,分析Bi Fe O3和Ba Ti O3的电子结构及储能机理。在Bi Fe O3的A位中加入Nd3+/Sm3+离子,B位中加入Ru4+离子,通过改变Sm3+离子的含量对Bi Fe O3的极化行为进行优化,结果表明晶粒尺寸和极化强度值随着Sm3+离子含量增加而逐渐减小,即当Sm3+离子含量为2mol%时,饱和极化值Pmax为66μC/cm2。在Bi0.88Nd0.1Sm0.02Fe O3中加入纳米Ba Ti O3,制备（1-x）Bi0.88Nd0.1Sm0.02Fe O3-x Ba Ti O3陶瓷,通过改变纳米Ba Ti O3的含量,对陶瓷的储能行为进行研究。结果表明:该陶瓷在室温上具有铁电性,且当纳米Ba Ti O3的含量为50mol%时,陶瓷在电场强度为210 k V/cm时测得的有效储能密度Wrec与储能效率η均达到最大,此时Wrec值为3.24 J/cm3、η值为85.2%。为进一步提高储能特性,将该组分的陶瓷在不同的温度（600?C、700?C、800?C）下进行淬火处理,对其储能密度和储能效率进行计算,通过分析得到,当淬火温度为700?C时储能特性最佳,此时的有效储能密度Wrec在电场强度约为220 k V/cm时可达到3.65 J/cm3,证明了适当的淬火温度的确会增加陶瓷的储能密度。采用第一性原理计算的方法,对Bi Fe O3和Ba Ti O3的结构进行分析。结果表明:Bi Fe O3的禁带宽度是Eg=1.023 e V、形成能为-0.132 e V,证明了Bi Fe O3在烧结过程中极易分解;Ba Ti O3的禁带宽度是Eg=1.848 e V、形成能为-1.543 e V;通过线性叠加的方法模拟得到随着纳米Ba Ti O3含量的增加,（1-x）Bi0.88Nd0.1Sm0.02Fe O3-x Ba Ti O3陶瓷的晶格常数逐渐降低,这点与XRD结果相同。计算当纳米Ba Ti O3含量为50mol%时,根据E（0.5 Bi Fe O3-0.5 Ba Ti O3）-E（Bi Fe O3）-E（Ba Ti O3）<0,证明了在此组分下,更倾向于形成核壳结构而非固溶体,从侧面证明了核壳结构的确可提高材料的储能密度。
马万里[5]（2019）在《掺杂型BaTiO3陶瓷介电与阻抗性能研究》文中研究表明目前,经过大量研究积累,人们对于纯钛酸钡陶瓷介电性能与压电性能的探索已形成较为系统的研究,但对于掺杂型钛酸钡阻抗特性及电导机制的研究相对较少。故本论文以此为出发点,选取钛酸钡作为基体,通过不同的掺杂处理,制备并研究了不同的陶瓷体系的电学性能。本论文以化学沉淀法和固相法制备了掺杂型钛酸钡陶瓷。通过X射线衍射分析,研究了掺杂对体系材料相结构的影响,结合显微共聚焦拉曼光谱分析,探究掺杂后复合材料局部结构的特征的变化。采用介电温谱测试、介电频谱测试以及高温阻抗谱测试等分析了掺杂后陶瓷试样的电学性能,如介电特性,阻抗特性等,主要研究内容与结果如下:首先,采用化学沉淀法制备了 Al3+掺杂BaTiO3陶瓷体系。通过介电性能分析,发现掺杂后的陶瓷体系在温度较低的范内（<200℃）具有极小频率变化量,其频率变化量均小于0.01,反映出体系良好的频率稳定性。通过铁电测试,获得材料的P-E曲线,与纯钛酸钡相比,掺杂后的试样均呈现电滞回线“束腰”的现象,且极化强度随Al3+掺入量的增加从 13.5 μC/cm2降至7.5 μC/cm2。其次,采用溶胶-凝胶法制备了 CaCu3Ti4O12（CCTO）陶瓷粉。在此基础上,利用固相法,制备了CCTO相引入量分别为0.05、0.10、0.15、0.20的BT/CCTO复相陶瓷。在测试分析过程中发现,随着组分CCTO含量的增加,体系的频率依赖性增加,表现出低频条件下的性能优于高频,且整体的介电常数呈现先减小后增大的趋势。基于电模量与阻抗分析,建立了相应的[CR]等效电路模型。最后,研究了不同等价离子掺杂对钛酸钡陶瓷的影响,分别选取Ca2+与Cu2+进行掺杂。对于Ca2+掺杂的复合陶瓷,其弥散因子为1.49-1.79,Cu2+掺杂体系的弥散因子为1.21-1.39,表明两种掺杂均促使铁电体钛酸钡向着弛豫铁电体转变。此外,通过阻抗谱测试分析,研究了不同掺杂型钛酸钡陶瓷的电导机制,在此基础上计算了材料体系的激活能。Ca2+掺杂体系的激活能由1.02eV降至0.83eV;Cu2+掺杂后对应晶粒的激活能从0.92 eV降至0.68 eV,晶界部分由1.02 eV降至0.42 eV。
漏琦伟[6]（2019）在《钙钛矿铁电材料的晶格缺陷对铁电与光吸收性能的研究》文中研究指明铁电材料在当今社会有很多应用,比如压电传感器,驱动器,换能器,光伏,光催化等等。尤其是高性能的铁电材料非常重要并且得到广泛使用,也是先进材料研究的热点之一。为了保持社会的可持续发展,不少国家对研究新型的无铅压电陶瓷投入了不少的努力。缺陷对压电材料的性能非常重要,有好的一面,也有差的一面。本论文主要通过铁电体缺陷来研究材料的压电性能,介电性能,光电性能和光催化性能的影响。（1）Li2CO3掺杂BaTiO3的占位及其性能的研究;（2）LiF掺杂BaTiO3的占位及其性能的研究;（3）NiO和Nb2O5掺杂BaTiO3的光吸收的研究;（4）La2O3掺杂SrBi2Nb2O9铁电材料的光催化的研究。我们用固相法制备了三种形式的Li2CO3掺杂BaTiO3的陶瓷,（1）(Ba1-xLix)TiO3-x/2（2）Ba(Ti1-xLix)O3-3x/2（3）x/2 Li2CO3+BaTiO3,对于这三种我们都研究了Li+离子的稳定占位,所有陶瓷的密度都大于95%。结果显示Li2CO3掺杂BaTiO3陶瓷的晶胞参数,晶粒大小和电性能都随着Li+离子的不同占位而变化。随着Li+含量的增加,Ba1-xLixTiO3-x/2陶瓷的晶胞体积减小,BaTi1-xLixO3-3x/2陶瓷的晶胞体积增大。x/2Li2CO3+BaTiO3陶瓷在Li+离子少量掺杂的情况下,晶胞体积减小,而增大Li+离子的掺杂浓度时,晶胞体积增大。所有Li2CO3掺杂的BaTiO3都显示出类似反铁电相的双电滞回线。通过比较三种陶瓷,我们得出在x/2Li2CO3+BaTiO3陶瓷中,Li+离子浓度低的时候首先占据A位,而在掺杂浓度高的时候则占据B位。通过改变Ba/Ti,系统地研究了LiF掺杂BaTiO3陶瓷,即A位LiF掺杂Ba1-xLixTiO3-xFx（A:BLiFT-x）,B位LiF掺杂BaTi1-xLixO3-2xFx（B:BTLiF-x）和LiF外掺x/2LiF+BaTiO3（C:LiFBT-x）的三组陶瓷（x=0%,1%,3%,5%,7%）。通过XRD和显微结构和电学性能的比较,得出LiF在A:BLiFT-x和C:LiFBT-x陶瓷中,Li+离子占据A位,F-离子占据O位,但是LiF的溶解度较小,大部分Li+离子和F-离子占据间隙位。随着LiF含量的增加,出现第二相,因此在居里温度附近出现两个峰。随着LiF的增加,平面机电耦合系数（kp）和压电常数(d33)的值先增加后减小。在B:BTLiF-x陶瓷中,Li+离子占据B位,F-离子占据O位,形成[LiTi-FO]2-缺陷偶极子,出现瘦腰的电滞回线。随着LiF含量的增加,陶瓷的d33和kp的值是下降的。但是这三组陶瓷,随着LiF的增加,介电常数上升,居里温度下降。采用固相法制备的BaTi1-x[Ni1/2Nb1/2]xO3-δ（x=0%,1%,2%,3%,4%,5%）（BTNN-x）陶瓷。随着NiO和Nb2O5掺杂含量的增加,可见光的吸收逐渐增强。令人惊讶的是,如果把陶瓷研磨成粉末基本上没有可见光的吸收。这表明可见光的吸收不是BaTi1-x[Ni1/2Nb1/2]xO3-δ陶瓷的本征性能。因此,我们认为陶瓷晶界对可见光的吸收作用是非常重要的。在晶界处非常复杂的缺陷结构和扭曲的晶体结构或许可以得到工程上的应用。运用第一性原理计算也表明深的缺陷能级是可见光吸收的主要原因,这个结论也是第一次发现和报道的。使用固相法制备了La2O3掺杂的SrBi2-xLaxNb2O9铁电粉末和陶瓷,研究了光催化效应和自发极化强度的关系,发现光催化的性能与自发极化并不总是有关联的。拉曼光谱揭示了SrBi2-xLaxNb2O9的微观结构与La3+离子的浓度相关。在掺杂含量La3+≤0.02时,La3+离子占据Bi2O2层的Bi3+位,当掺杂含量La3+>0.02时,La3+离子占据钙钛矿结构SrNb2O7的Sr位,并且自发极化随着La3+含量的增加而增加。当掺杂含量La3+≤0.02时,主要是由于氧空位的减少,漏电流随着La3+离子的增加而减少,光电流和光催化的效率随着La3+含量的增加而增加。当掺杂含量La3+>0.02时,随着La3+含量的增加,由于形成La+Sr缺陷,尽管自发极化是逐渐增大的,但是漏电流增大,而光电流和光催化效率减小,表明缺陷La+Sr对载流子的运输比自发极化的作用更重要。
汤玲丽[7]（2019）在《Li+/Er3+共掺杂BaTiO3陶瓷相变的荧光检测方法研究》文中指出钛酸钡（BaTiO3）陶瓷具有典型的钙钛矿结构,由于其优异的铁电、介电及压电性能,被广泛应用于换能器、多层陶瓷电容器、PTC热敏电阻、铁电随机存储器等设备中。BaTiO3作为一种典型的一级相变材料,结构简单,具有多个相变点,适合作为探究相变与荧光间关系的基质材料。Er3+作为一种被广泛研究的稀土离子,其在发光材料中的应用更是有其独特的价值,研究发现Li+能有效提高Er3+离子发光效率。因此本文通过Li+/Er3+共掺杂BaTiO3（BLET）陶瓷,系统的研究了荧光对铁电陶瓷低温区的三方-正交和正交-四方（铁电-铁电）相变以及高温区的四方-立方（铁电-顺电）相变的响应,并且探讨了荧光与结构变化的关系。本文采用传统的固相烧结法合成了Li+/Er3+共掺杂BaTiO3陶瓷,探究了掺杂浓度和烧结温度对样品的光学性能的影响,确定了最佳掺杂浓度及烧结温度,选取0.5%的同比例Li+/Er3+共掺杂钛酸钡陶瓷(0.5%Li+/Er3+:BaTiO3)样品。采用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）表征了样品的结构和形貌。采用阿基米德法进行密度测量并进行致密度计算。利用铁电测量仪、阻抗分析仪、准静态d33测试仪分别获得陶瓷样品的铁电、介电及压电性能,与纯BaTiO3陶瓷对比,掺杂后介电、压电性能有所提高,而铁电性能略有降低。通过变温荧光光谱研究了BLET陶瓷在-170180℃温度范围内的发光性质,上转换荧光光谱中主要对2H11/2和4S3/2能级跃迁的发光进行研究,发现两发光中心荧光强度在三个相变点处由于材料晶格对称性的变化都发生突变现象,并与介电温谱相对应,能够很好的进行相变的测量;通过下转化红外光谱测量对4I13/2能级跃迁发光进行研究,该能级荧光强度在低温区表现出类似于介电温谱的变化趋势,在介电峰的起始位置出现峰值,而在高温区与上转换荧光强度变化存在一致的突变现象,同时很好的对应于介电温谱。实验表明可利用荧光强度变化,实现一种非接触且方便快捷能够实现微区测量的相变测量方法。通过变温XRD实验测量,对BLET结构随温度变化进行了表征。对XRD图进行分峰拟合处理,得到四方相占总相的比值,同时对红外荧光强度变化进行了四方相占比的分析,将两实验结果进行对比,在相同的温区内得到一致的变化趋势,证实了光谱直接受到相结构变化影响。从而提出一种利用光谱测量实现相结构变化表征的测试方法,该方法可大大减少测试成本和时间。
刘巧丽[8]（2019）在《稀土及稀土/锰掺杂钛酸钡陶瓷的结构和介电性质》文中研究说明BaTiO3陶瓷具有良好的介电和压电等性能,在电子陶瓷领域有着重要应用。由于其居里温度较高,且介电常数在居里温度附近变化较大,为了获得室温附近温度稳定型的BaTiO3陶瓷,研究者通过掺杂改性对其进行了广泛的探索。由于掺杂离子在BaTiO3晶格中的位占据、价态以及补偿机制受到离子半径、晶体结构和制备条件等因素的影响,缺陷状态的确认及其对电学性质的影响是一项十分困难的工作。此外,虽然掺杂被公认为是改善BaTiO3介电性质的有效方法,并得到了实际应用,但对其作用机理的解释仍存在争议。因此,无论是开发高性能的BaTiO3陶瓷,还是探索其结构、缺陷与性质的关系,目前仍有大量的工作有待深入开展。本论文采用高温固相反应法,制备了具有不同补偿机制的稀土和稀土/Mn掺杂的BaTiO3陶瓷,利用X射线衍射、（变温）拉曼光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、（变温）电子顺磁共振以及介电温谱和频谱测试对BaTiO3基陶瓷的晶体结构、微观形貌、Mn离子的价态以及介电性质等进行了研究,主要内容分为以下四个方面:一、制备了稀土Nd单掺杂BaTiO3陶瓷,并同时引入Ti空位补偿施主Nd离子。研究发现所有样品均为单相钙钛矿结构,表明Nd离子完全并入到BaTiO3晶格中,且随着掺杂量的增加,陶瓷的晶体结构由四方相向立方相转变。低温下三个样品均表现出巨介电常数和介电弛豫现象,并且随着Nd含量的增加,在中频出现新的介电常数平台及弛豫峰。随着温度的升高,弛豫峰向高频移动,呈现热激活特性,激活能随着掺杂量的增加有所降低。对阻抗和电模量的分析表明,样品在低频和高频分别具有电阻很大的晶界和电阻非常小的晶核的电学响应,后者对介电常数的贡献可以忽略,而中频区域的电学响应来自于晶粒。随着掺杂量的增加,晶粒成份与电学性质均呈现出非均匀性,在阻抗和电模量频谱中出现新的电学相应。介电弛豫激活能与电导激活能接近,这说明介电弛豫与电荷的运动相关。进一步的分析表明,电荷的运动具有局域化,这与缺陷复合体的形成有关,缺陷复合体以及微结构共同影响了电偶极子的形成和空间电荷分布。样品在低频和中频的高介电常数是空间电荷极化与偶极子极化共同作用的结果。二、制备了相对密度高达92%的Nd/Mn双掺杂BaTiO3陶瓷,其中Mn含量固定（3 mol%）,Nd含量可变（x=0.01、0.02、0.04和0.06）。随着Nd掺杂量的增加,陶瓷的晶体结构由四方/六方混合结构转变为四方相继而转变为立方相。伴随着结构演变,居里峰向室温移动且峰值增加,其中,立方相x=0.06样品具有最优的介电性能,其满足Y5V介电指标,且介电损耗低于0.04。利用EPR分析了Mn离子的价态,结果表明施主Nd3+能够促使Mn离子由高价态向低价态转变,当x=0.06时,所有的Mn离子均以Mn2+存在,这是由于2Nd?Ba-Mn’Ti缺陷复合体能够抑制Mn2+被氧化,该缺陷复合体的形成也能够解释晶胞体积和居里温度的非线性降低。三、制备了Ba1–xSmxTi1–x/4O3（x=0.020.10）陶瓷,对其晶体结构和固溶度进行了研究,并以x=0.03和x=0.06两个样品为代表,对其介电性质进行了详细分析。室温XRD结果表明,Sm3+优先占据Ba位,其在Ba位的固溶度为0.07。介电温谱表明,居里温度和四方–正交相变温度随Sm掺杂量的增加而下降,二者的下降速率分别为15°C/at%和20°C/at%。两样品在低频均呈现巨介电常数,且高掺杂量样品的巨介电常数显着增大,这是一种界面极化效应。阻抗谱表明晶粒具有非均匀电学结构,晶粒外部具有更大的电阻,这与Sm3+和Ti空位形成复合体有关,这种复合体同样会形成极化,导致中频高介电常数。高频范围的介电常数和弛豫与晶粒的性质相关,弛豫激活能在不同温度范围存在较大差别,与晶体结构随温度发生转变有关。四、在稀土Sm单掺杂BaTiO3的研究基础上,制备了相对密度高达93%的(Ba1–xSmx)(Ti0.99Mn0.01)O3（x=0.020.07）陶瓷。随Sm含量的增加,样品的晶体结构由四方相向立方相转变,且晶胞体积持续减小,这表明Sm3+优先占据Ba位,拉曼光谱分析亦证实了这一点。变温EPR测试表明,在施主Sm3+的诱致下,Mn离子价态由四方相中的+2和+4混合价态转变为立方相中的+2价,并形成稳定的2Sm?Ba-Mn’Ti缺陷复合体,从而阻止Mn2+被氧化。随Sm含量的增加,陶瓷的介电性能得以优化,立方相x=0.07样品同时具有高介电常数(ε′m=15220,ε′RT=13810)和低介电损耗（tanδ<0.03）,并且在1106 Hz频率范围内,样品的介电常数几乎与频率无关,表明离子位移极化起主导作用。
巴要帅[9]（2018）在《钛酸基材料的声子热输运调控及其热电性能研究》文中指出热电材料可以实现热能和电能的直接相互变换,作为清洁新能源之一近来受到越来越多的重视。热电材料当前以Bi2Te3、PbTe等合金化合物为代表,应用较多,但是它们存在着有毒、成本高、热稳定性差等问题。与此同时,环保、价格低廉、热化学稳定性高的氧化物被发现也具有一定的热电技术上应用的潜力,迅速引起了研究者的兴趣,被期望在大规模废热回收上发挥重要作用。材料的热电性能用无因次热电优值ZT来衡量,ZT=S2σT/κ,其中S为塞贝克系数,σ为电导率,κ为热导率,T为绝对温度,S2σ又被称为功率因子)。优异的热电性能要求材料具有高电导率、大塞贝克系数和低热导率。与当前较为成熟的合金化合物热电材料相比,氧化物的无因次热电优值ZT还比较小,主要原因是过高的声子热输运导致的高热导率。因此设法减小材料的声子热输运、降低材料热导率成为当前氧化物热电材料的主要工作。本文以Nd2/3-xLi3xTiO3（简称NLTO）和SrTiO3（简称STO）两类钛酸盐为研究对象,分别采用构建纳米超晶格结构和构建低热导率复合材料的方法,减小材料中声子热输运,降低材料热导率,改善材料的电学性能,最终实现材料热电性能的提高。论文首次开展声子热输运及热电性能研究,制备了具有纳米超晶格结构的NLTO晶体陶瓷,并对其微观结构、声子热输运（晶格热导率）进行了研究。陶瓷晶粒中的超晶格结构形成了大量的声子散射界面,有效地减小了声子的热输运,使得NLTO晶体陶瓷表现出玻璃态热导率,且其值仅为～2W/（m·K）,远低于常见的其他钛酸盐的热导率。进一步,通过阳离子空位填充的方法进行电子掺杂,提供电子载流子,提高NLTO的电导率,优化材料的电学性能,使材料从一个电导率很低的锂离子多晶陶瓷转变成为一个以电子传导为主的高电导率的电子多晶陶瓷。空位填充后的晶体陶瓷维持了～2 W/（m·K）的玻璃态热导率,在500K时获得了最高的无因次热电优值ZT=0.019。鉴于空位填充方法得到的晶体陶瓷的热电性能不高,本文对NLTO又进行了 Ti位Nb掺杂的研究。研究表明,Nb掺杂之后,晶体陶瓷的纳米超晶格结构以及相应的玻璃态热导率同样得到了维持,同时与阳离子空位填充方法相比,耐氧化温度的提高使其热电性能得到了进一步的改善,最终在650K时得到最高的无因次热电优值ZT=0.05。对SrTiO3（简称STO）的热电性能优化的研究,本文以Sr（Ti0.85Nb0.15）O3（简称Nb-STO）为基体,通过低热导率材料,即氧化钇平衡氧化锆（Yttria-stabilized zirconia,简称 YSZ）、多孔二氧化硅（Mesoporous Silica,简称MS）、钛酸钾（K2TiO3,简称KTO）纳米线的添加形成复合材料的方法,考察Nb-STO微观结构、声子热输运、热导率以及热电性能的变化。复合材料的制备采用无压烧结方法来实现。研究结果表明,低热导率材料的添加可以促进Nb-STO晶粒生长,增强陶瓷体的致密度,增大载流子迁移率,使Nb-STO的电导率得到了提高;Nb-STO晶粒边界处形成了低热导率的热障层,显着减小了声子热输运,降低了 Nb-STO的热导率;Nb-STO的载流子浓度不受低热导率材料添加的影响,使得Nb-STO的塞贝克系数近乎不变。最终,YSZ、MS和KTO纳米线的添加均大幅提升了 Nb-STO的无因次热电优值。其中KTO纳米线的添加取得的无因次热电优值ZT=0.34在三者之中最高。本文也对NLTO和Nb-STO的研究结果从耐高温氧化性、热导率、电导率、塞贝克系数、功率因子和无因次热电优值六个方面进行了比较,指出了两类钛酸基材料各自存在的问题及今后应开展的工作。研究确认了具有纳米超晶格结构的NLTO作为新型热电材料的潜力,通过对Nb-STO复合材料的研究结果表明,添加低热导率材料构建复合材料的方法可有效提升Nb-STO的热电性能。本文所采用的这两种减小声子热输运、降低材料热导率、提高材料热电性能的手段也为其他氧化物乃至非氧化材料的热电性能的研究提供了参考。
祖昊[10]（2018）在《多层片式BaTiO3基正温度系数热敏陶瓷的低温制备及性能研究》文中指出多层片式BaTiO3基正温度系数热敏陶瓷因其独特的阻温特性被广泛地应用于电子线路中的过流、过热保护。近年来迅猛发展的微电子技术不断地推动着各类电子元器件朝着集成化、小型化趋势发展,然而在现有材料基础上,进一步推进器件小型化将致使多层片式BaTiO3基热敏陶瓷室温电阻显着增大而无法满足实际应用。此外,当前多层片式BaTiO3基热敏陶瓷还面临着制备成本较高的问题,在保证器件电学性能基础上,采用低温烧结技术可显着降低器件制备成本,因而探索具有低温烧结特性的材料体系具有重要应用价值。为进一步推进多层片式BaTiO3基热敏陶瓷低成本化、小型化以及低阻化,本文围绕低温制备高性能多层片式BaTiO3基热敏陶瓷展开探索与研究,具体内容如下:考虑到BaTiO3基热敏陶瓷电学性能对烧结气氛极其敏感,本文在设计材料组分时避免使用具有挥发性烧结助剂,基于此,本文以粉体粒径为出发点,采用溶胶凝凝胶法制备具有纳米粒径的施主La3+掺杂BaTiO3材料Ba1.027La0.003TiO3,同时采用固相法制备具有亚微米粒径样品作为对比。研究发现采用溶胶凝胶法制备的样品在低温烧结条件下更易于实现致密化与半导化,例如,经1075oC烧结后,溶胶凝胶制备样品相对密度迅速达到76%,经800oC再氧化后,其室温电阻率为753Ωcm,升阻比为104.1;而固相法制备样品相对密度仅65%,同时样品未实现半导化并呈现绝缘特性。考虑到两种样品具有不同的粉体粒径同时样品中第二相也明显不同,本文针对纳米粒径与第二相BaCO3对施主La3+掺杂BaTiO3陶瓷的致密化与半导化影响展开研究,发现BaCO3是导致样品低温致密化与半导化的根本原因并详细分析了其低温烧结机制。固相法因工艺简单以及采用的原材料价格低廉而被广泛地应用于工业生产中,因此本文采用固相法粉体合成工艺替代溶胶凝胶法以推进上述材料进入实际应用。固相法较高的预烧温度可致使BaCO3分解而失去促进烧结作用,因此本文将分步合成初始粉体:首先通过固相法合成施主La3+掺杂BaTiO3粉体,而后添加适量BaCO3。采用该工艺制备的样品烧结温度（<1100oC）远低于目前BaTiO3基热敏陶瓷烧结温度（1200oC）。此外,本文深入地研究了再氧化温度对BaTiO3基热敏陶瓷电学性能的影响,当样品在650-850oC再氧化时,室温电阻率随再氧化温度升高呈现反常的倒“U”形变化趋势:电阻率首先随着再氧化温度升高而增大并在750oC达到最大值,之后随着再氧化温度升高逐渐降低。结合复阻抗谱、晶界势垒以及XRD分析结果,本文发现晶界区域第二相Ba2TiO4的减少有助于导电路径再次建立从而促使室温电阻率降低。另一方面,再氧化过程中氧空位复合与受主表面态形成将致使晶界电阻逐渐增大。基于此,本文针对反常再氧化现象提出了以下解释:当样品在650-750oC再氧化时,室温电阻率首先因氧空位复合与形成的受主表面态而呈现逐渐增大趋势;当再氧化温度达到800oC以上时,半导化晶粒表面逐渐被氧化并析出化合物Ba6Ti17O44,其迅速与晶界区域Ba2TiO4反应,因而Ba2TiO4含量逐渐减少并导致室温电阻率呈现降低趋势。晶界区域第二相Ba2TiO4会破坏导电路径从而导致高室温电阻率,因此降低BaCO3添加量以减少第二相Ba2TiO4有助于制备低室温电阻率BaTiO3基热敏陶。研究发现添加微量BaCO3不仅可促进样品晶粒生长同时BaCO3与BaTiO3反应生成的CO2气体会阻碍气孔闭合。晶粒生长有利于降低室温电阻率而气孔有助于晶界再氧化,最终,添加适量BaCO3后本文实现降低烧结温度与室温电阻率同时提升升阻比。当添加0.3 mol%BaCO3后样品室温电阻率降低至28Ωcm,升阻比达到103.7。此外,研究发现BaTiO3基热敏陶瓷烧结与电学特性与施主La3+掺杂量密切相关,适量增加施主掺杂量有助于增强晶粒生长、降低室温电阻率以及提高抗氧化特性。在优化材料配方后,本文采用流延工艺制备具有一对Ni内电极的BaTiO3基热敏陶瓷,通过调节生坯膜厚（10-50μm）以研究Ni内电极扩散行为对样品电学性能的影响。SEM结果表明经1100oC烧结后Ni内电极与BaTiO3基热敏陶瓷能够形成良好的微观结构接触,化学元素分布以及能谱分析表明BaTiO3基热敏陶瓷与Ni内电极间没有明显的化学元素扩散行为。因低温烧结可减弱Ni内电极的扩散与固溶行为,经700oC再氧化后样品室温电阻随着膜厚降低呈现线性降低趋势。最后,本文制备了由20层30μm厚生坯片叠压而成的多层片式BaTiO3基热敏陶瓷,经1100oC烧结700oC再氧化后,样品室温电阻率约为0.25Ω,升阻比约为103.1。
二、Electric characteristics of Nd_2O_3 doped BaTiO_3 ceramics（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、Electric characteristics of Nd_2O_3 doped BaTiO_3 ceramics（论文提纲范文）
（1）(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3陶瓷的结构及电学性能：点缺陷效应研究进展（论文提纲范文）
| 1 (Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3陶瓷的晶体结构及电学性能 |
| 2 (Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3陶瓷的点缺陷 |
| 2.1 阳离子挥发引入点缺陷 |
| 2.2 添加过量离子改变点缺陷浓度 |
| 2.3 改变高温烧结气氛引起点缺陷浓度变化 |
| 2.4 异价离子掺杂引入点缺陷 |
| 3 描述陶瓷点缺陷的手段 |
| 4 离子非计量比对（Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3陶瓷的影响 |
| 4.1 Bi3+离子非计量比 |
| 4.2 Na+离子非计量比 |
| 4.3 (Bi3+Na+)离子非计量比 |
| 4.4 Ti4+离子非计量比 |
| 5 离子掺杂对(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3陶瓷的影响 |
| 5.1 晶格B位+3价离子掺杂 |
| 5.1.1 Al3+掺杂 |
| 5.1.2 Fe3+掺杂 |
| 5.1.3 Co3+掺杂 |
| 5.2 晶格B位+4价离子掺杂 |
| 5.3 晶格B位+5价离子掺杂 |
| 5.4 晶格B位复合离子掺杂 |
| 5.5 晶格A位+1价离子掺杂 |
| 5.6 晶格A位+2价离子掺杂 |
| 5.7 晶格A位+3价离子掺杂 |
| 5.7.1 La3+掺杂 |
| 5.7.2 Er3+掺杂 |
| 5.7.3 Ga3+掺杂 |
| 5.7.4 Dy3+掺杂 |
| 5.7.5 Y3+掺杂 |
| 6 工艺对(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3陶瓷的影响 |
| 6.1 气氛的影响 |
| 6.1.1 烧结过程引入氮气和氧气 |
| 6.1.2 预烧和烧结过程均引入氮气和氧气 |
| 6.2 烧结温度及保温时间之影响 |
| 6.3 烧结升降温速率的影响 |
| 6.4 预烧温度及保温时间的影响 |
| 7 结语 |
（2）受主-施主共掺杂钛酸钡铁电陶瓷的相变行为及压电性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 ABO_3钙钛矿型铁电陶瓷中的准同型相界 |
| 1.2.1 PZT体系中的准同型相界 |
| 1.2.2 元素掺杂对准同形相界的影响 |
| 1.2.3 无铅铁电陶瓷中的准同型相界 |
| 1.2.4 准同型相界与巨压电机制 |
| 1.3 ABO_3钙钛矿型铁电陶瓷中的多型性相变 |
| 1.3.1 多型性相变与准同型相界的区别 |
| 1.3.2 KNN基铁电陶瓷中的多型性相变 |
| 1.4 BT基铁电陶瓷的研究进展 |
| 1.4.1 BT的基本性质 |
| 1.4.2 晶粒与电畴尺寸对BT陶瓷的影响 |
| 1.4.3 元素掺杂对BT陶瓷的影响 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 实验材料及研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 制备工艺 |
| 2.2.1 受主-施主共掺杂BT陶瓷材料制备流程 |
| 2.2.2 电场热处理 |
| 2.3 结构与电学性能表征 |
| 2.3.1 物相分析 |
| 2.3.2 电学性能表征 |
| 第3章 Li~+-RE~(3+)共掺杂BT陶瓷的相变行为与介电性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Li~+-RE~(3+)共掺杂BT陶瓷的室温微观组织与物相分析 |
| 3.2.1 LL:BT陶瓷的室温微观组织与物相分析 |
| 3.2.2 LS:BT陶瓷的室温微观组织与物相分析 |
| 3.3 Li~+-RE~(3+)共掺杂BT陶瓷的介电性能与相变行为 |
| 3.3.1 LL:BT陶瓷的介电性能与相变行为 |
| 3.3.2 LS:BT陶瓷的介电性能与相变行为 |
| 3.4 Li~+-RE~(3+)共掺杂BT陶瓷相图 |
| 3.4.1 LL:BT陶瓷相图 |
| 3.4.2 LS:BT陶瓷相图 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Li~+-RE~(3+)共掺杂BT陶瓷的压电性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 烧结态Li~+-RE~(3+)共掺杂BT陶瓷的压电性能 |
| 4.2.1 烧结态LL:BT陶瓷的压电性能 |
| 4.2.2 烧结态LS:BT陶瓷的压电性能 |
| 4.3 烧结态Li~+-RE~(3+)共掺杂BT陶瓷的离子占位分析与铁电性能 |
| 4.3.1 LL:BT陶瓷的离子占位分析 |
| 4.3.2 LL:BT陶瓷的铁电性能 |
| 4.4 电场热处理对Li~+-RE~(3+)共掺杂BT陶瓷压电性能的影响 |
| 4.4.1 电场热处理对LL:BT陶瓷压电系数的影响 |
| 4.4.2 电场热处理对LL:BT陶瓷机械品质因数的影响 |
| 4.4.3 电场热处理对LL:BT陶瓷温度稳定性的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 Li~+-B~(3+)共掺杂BT陶瓷的组织结构与压电性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 LB:BT陶瓷的组织结构与室温物相 |
| 5.2.1 LB:BT陶瓷的组织结构 |
| 5.2.2 LB:BT陶瓷中Li~+-B~(3+)的占位分析 |
| 5.3 烧结态LB:BT陶瓷的介电性能与铁电性能 |
| 5.3.1 烧结态LB:BT陶瓷的介电性能 |
| 5.3.2 烧结态LB:BT陶瓷的铁电性能 |
| 5.4 LB:BT陶瓷的压电性能 |
| 5.4.1 烧结态LB:BT陶瓷的压电性能 |
| 5.4.2 电场热处理LB:BT陶瓷压电性能的影响 |
| 5.5 电场热处理提升压电性能机制分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得创新性成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）不同Nd掺杂量(Ba1-3x/2Ndx)(Ti0.99Zr0.01)O3陶瓷结构及介电性能（论文提纲范文）
| 1 实验部分 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 X 射线衍射图谱分析 |
| 2.2 SEM扫描电镜分析 |
| 2.3 (Ba1-3x/2Ndx)(Ti0.99Zr0.01)O3陶瓷的介电特性 |
| 2.3.1 介电常数 |
| 2.3.2 介电损耗 |
| 2.3.3 不同频率下的介电特性 |
| 3 结论 |
（4）BiFeO3基复相陶瓷铁电极化调控及储能应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究的背景和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究背景和意义 |
| 1.2 铁酸铋(BiFeO_3)基材料性能优化 |
| 1.2.1 A位与B位掺杂 |
| 1.2.2 A/B位共掺杂 |
| 1.2.3 与其他钙钛矿结构陶瓷形成固溶体或复合陶瓷 |
| 1.3 铁酸铋(BiFeO_3)基材料储能特性 |
| 1.3.1 储能原理 |
| 1.3.2 介电性 |
| 1.3.3 铁酸铋(BiFeO_3)基材料储能研究现状 |
| 1.4 钙钛矿铁电体的第一性原理计算 |
| 1.4.1 纯钙钛矿的第一性原理计算 |
| 1.4.2 掺杂钙钛矿的第一性原理计算 |
| 1.5 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 试验材料与研究方法 |
| 2.1 试验材料及陶瓷制备 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 陶瓷的制备工艺 |
| 2.2 陶瓷样品结构与性能分析 |
| 2.2.1 X射线衍射(XRD)分析 |
| 2.2.2 扫描电子显微镜(SEM)分析 |
| 2.2.3 铁电性能测试 |
| 2.2.4 介电性能测试 |
| 2.2.5 阻抗谱测试分析 |
| 2.3 第一性原理计算 |
| 第3章 铁酸铋基陶瓷的结构与性能研究 |
| 3.1 Bi_(0.9-x) Nd_(0.1)Sm_x(Fe_(0.99)Ru_(0.01))O_3陶瓷的微观结构与铁电性能 |
| 3.1.1 Bi_(0.9-x) Nd_(0.1)Sm_x(Fe_(0.99)Ru_(0.01))O_3陶瓷的相结构 |
| 3.1.2 Bi_(0.9-x) Nd_(0.1)Sm_x(Fe_(0.99)Ru_(0.01))O_3陶瓷的微观结构 |
| 3.1.3 Bi_(0.9-x) Nd_(0.1)Sm_x(Fe_(0.99)Ru_(0.01))O_3陶瓷的铁电性能 |
| 3.2 (1-x)Bi_(0.88)Nd_(0.1)Sm_(0.02)FeO_3- x BaTiO_3陶瓷的微观结构 |
| 3.2.1 (1-x)Bi_(0.88)Nd_(0.1)Sm_(0.02)FeO_3- x BaTiO_3陶瓷的相结构 |
| 3.2.2 (1-x)Bi_(0.88)Nd_(0.1)Sm_(0.02)FeO_3-xBaTiO_3陶瓷的微观结构 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 铁酸铋基陶瓷的电学性能及储能特性 |
| 4.1 (1-x)Bi_(0.88)Nd_(0.1)Sm_(0.02)FeO_3-xBaTiO_3陶瓷的电学性能 |
| 4.1.1 (1-x)Bi_(0.88)Nd_(0.1)Sm_(0.02)FeO_3-xBaTiO_3陶瓷的阻抗分析 |
| 4.1.2 (1-x)Bi_(0.88)Nd_(0.1)Sm_(0.02)FeO_3-xBaTiO_3陶瓷的铁电性能 |
| 4.1.3 (1-x)Bi_(0.88)Nd_(0.1)Sm_(0.02)FeO_3-xBaTiO_3陶瓷的介电性能 |
| 4.2 0.5Bi_(0.88)Nd_(0.1)Sm_(0.02)FeO_3–0.5BaTiO_3陶瓷的储能性能 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 铁酸铋基陶瓷的第一性原理计算 |
| 5.1 BaTiO_3晶体的本征结构和电子结构 |
| 5.1.1 BaTiO_3晶体收敛性测试 |
| 5.1.2 BaTiO_3晶体的能带结构与态密度 |
| 5.2 BiFeO_3晶体的本征结构和电子结构 |
| 5.2.1 BiFeO_3晶体的收敛性测试 |
| 5.2.2 BiFeO_3晶体的能带结构与态密度 |
| 5.3 晶胞形成能的计算 |
| 5.3.1 BiFeO_3晶体的形成能 |
| 5.3.2 BaTiO_3晶体的形成能 |
| 5.4 纳米BaTiO_3含量对BiFeO_3-BaTiO_3的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（5）掺杂型BaTiO3陶瓷介电与阻抗性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 电介质发展概述 |
| 1.2 电介质陶瓷的性能 |
| 1.2.1 电介质材料的极化机制 |
| 1.2.2 电介质材料的电学特性 |
| 1.3 BaTiO_3陶瓷结构及性能 |
| 1.3.1 BaTiO_3陶瓷的晶体结构 |
| 1.3.2 BaTiO_3陶瓷的改性研究 |
| 1.3.3 BaTiO_3陶瓷的研究现状 |
| 1.4 本论文研究的意义及内容 |
| 1.4.1 本论文的研究意义 |
| 1.4.2 本论文的研究内容 |
| 2 Al~(3+)掺杂BaTiO_3陶瓷的介电与铁电性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Al~(3+)掺杂BaTiO_3陶瓷粉体及烧结样品的制备与表征 |
| 2.2.1 Al~(3+)掺杂BaTiO_3陶瓷粉体及试样的制备 |
| 2.2.2 陶瓷粉体的相结构分析 |
| 2.2.3 粉体及陶瓷微观结构分析 |
| 2.3 Al~(3+)掺杂BaTiO_3陶瓷介电性能研究 |
| 2.3.1 介电性能分析 |
| 2.3.2 铁电性能分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 BT/CCTO复相陶瓷的电学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 BT/CCTO复相陶瓷的制备 |
| 3.3 BT/CCTO复相陶瓷结构表征分析 |
| 3.3.1 BT/CCTO陶瓷粉体的XRD分析 |
| 3.3.2 BT/CCTO复相陶瓷的拉曼光谱分析 |
| 3.4 复相陶瓷电学性能研究 |
| 3.4.1 BT/CCTO复相陶瓷的介电性能 |
| 3.4.2 BT/CCTO复相陶瓷阻抗谱分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 离子掺杂BaTiO_3陶瓷阻抗性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Ca~(2+)掺杂BaTiO_3陶瓷的制备与表征 |
| 4.2.1 Ca~(2+)掺杂BaTiO_3陶瓷微结构分析 |
| 4.2.2 Ca~(2+)掺杂BaTiO_3陶瓷介电性能研究 |
| 4.2.3 Ca~(2+)掺杂BaTiO_3陶瓷阻抗性能研究 |
| 4.3 Cu~(2+)掺杂BaTiO_3陶瓷的制备与表征 |
| 4.3.1 Cu~(2+)掺杂BaTiO_3陶瓷的微结构分析 |
| 4.3.2 Cu~(2+)掺杂BaTiO_3陶瓷的介电性能研究 |
| 4.3.3 Cu~(2+)掺杂BaTiO_3陶瓷的阻抗性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（6）钙钛矿铁电材料的晶格缺陷对铁电与光吸收性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 压电材料概述 |
| 1.2.1 晶体的压电性和铁电性 |
| 1.2.2 压电材料主要性能参数 |
| 1.3 无铅压电材料的压电性能概述 |
| 1.3.1 (K_(0.5)Na_(0.5))NbO_3(KNN)基陶瓷 |
| 1.3.2 Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3(NBT)基陶瓷 |
| 1.3.3 BaTiO_3(BT)基陶瓷 |
| 1.4 无铅压电材料的光伏方面概述 |
| 1.4.1 块体光伏效应 |
| 1.4.2 去极化场效应 |
| 1.4.3 肖特基势垒效应 |
| 1.4.4 畴壁理论 |
| 1.5 无铅压电材料在光催化方面的概述 |
| 1.6 第一性原理介绍 |
| 1.6.1 引言 |
| 1.6.2 Thomas-Fermi模型 |
| 1.6.3 Hohenberg-Kohn定理 |
| 1.6.4 局域密度近似(LDA) |
| 1.6.5 广义梯度近似(GGA) |
| 1.6.6 LDA(GGA)+U方法 |
| 1.6.7 平面波赝势方法 |
| 1.6.8 赝势 |
| 1.6.9 投影缀加波 |
| 1.6.10 VASP软件包 |
| 1.7 第一性原理在铁电材料缺陷方面的应用 |
| 1.8 本论文的研究意义和内容 |
| 第二章 样品的制备及性能测试 |
| 2.1 样品制备 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 固相法制备材料过程 |
| 2.1.3 电极制备 |
| 2.2 陶瓷样品的结构和性能表征 |
| 2.2.1 X射线衍射分析 |
| 2.2.2 扫描电子显微镜 |
| 2.2.3 密度测试 |
| 2.2.4 介电性能的测试 |
| 2.2.5 铁电性能测试 |
| 2.2.6 压电性能测试 |
| 2.2.7 漏电流的测量 |
| 2.2.8 光学特性的测试 |
| 2.2.9 二次谐波测试 |
| 2.2.10 光催化和光电流的测试 |
| 第三章 Li_2CO_3掺杂BaTiO_3的占位及其性能的研究 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 样品制备和表征 |
| 3.3 Li~+离子对陶瓷晶胞参数的影响 |
| 3.4 Li~+离子对陶瓷晶相的影响 |
| 3.5 Li~+离子对陶瓷电学性能的影响 |
| 3.6 LBT-5,7%烧结行为的研究 |
| 3.6.1 LBT-5,7%陶瓷表面XRD研究 |
| 3.6.2 LBT-5%陶瓷表面EDS研究 |
| 3.7 第一性原理研究Li在 BaTiO_3中的占位 |
| 3.8 Ba_(1-x)TiO_(3-x)和 BaTi_(1-x)O_(3-2x)组分 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 LiF掺杂Ba TiO_3的占位及其性能的研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 样品制备和表征 |
| 4.3 LiF掺杂对结构的影响 |
| 4.4 LiF掺杂对晶相的影响 |
| 4.5 LiF掺杂对电学性能的影响 |
| 4.6 LiF掺杂BaTiO_3陶瓷EDS研究 |
| 4.7 LiF掺杂BaTiO_3陶瓷拉曼研究 |
| 4.7.1 拉曼光谱的原理和发展 |
| 4.7.2 LiF掺杂BaTiO_3陶瓷的拉曼和LiF的占位研究 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 NiO和Nb_2O_5掺杂BaTiO_3的光吸收的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样品制备和表征 |
| 5.3 BTNN-x陶瓷的相结构 |
| 5.4 BTNN-x陶瓷的微观结构 |
| 5.5 BTNN-x陶瓷的吸收光谱分析 |
| 5.6 BTNN-x陶瓷的EPR分析 |
| 5.6.1 EPR的理论简介 |
| 5.6.2 BTNN-x组分的价态分析 |
| 5.7 BTNN-x陶瓷的第一性原理计算 |
| 5.8 BTNN-x陶瓷的电学性能 |
| 5.9 本章小结 |
| 第六章 La2O_3掺杂SrBi_2Nb_2O_9铁电材料的光催化的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 样品制备与表征 |
| 6.3 SrBi_(2-x)La_xNb_2O_9组分的XRD研究 |
| 6.4 SrBi_(2-x)La_xNb_2O_9组分的SEM研究 |
| 6.5 SrBi_(2-x)La_xNb_2O_9组分的电性能研究 |
| 6.6 SrBi_(2-x)La_xNb_2O_9组分的光催化性能的研究 |
| 6.7 La~(3+)离子在SrBi_(2-x)La_xNb_2O_9组分中的占位 |
| 6.8 SrBi_(2-x)La_xNb_2O_9组分的缺陷位置计算 |
| 6.9 光电流和漏电流在SrBi_(2-x)La_xNb_2O_9组分中的变化机理 |
| 6.10 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）Li+/Er3+共掺杂BaTiO3陶瓷相变的荧光检测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 钙钛矿结构铁电陶瓷概述 |
| 1.2.1 钙钛矿结构 |
| 1.2.2 铁电陶瓷材料发展 |
| 1.2.3 钛酸钡铁电陶瓷 |
| 1.3 稀土离子发光概述 |
| 1.3.1 稀土元素及能级结构简介 |
| 1.3.2 稀土离子上转换发光机制 |
| 1.4 稀土掺杂荧光铁电陶瓷的研究现状及分析 |
| 1.4.1 稀土掺杂荧光铁电陶瓷的研究现状 |
| 1.4.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 Li~+/Er~(3+):BaTiO_3陶瓷的制备及物相表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Li~+/Er~(3+):BaTiO_3以及纯BaTiO_3铁电陶瓷制备 |
| 2.2.1 样品掺杂浓度选择 |
| 2.2.2 样品烧结温度探究 |
| 2.3 Li~+/Er~(3+):BaTiO_3铁电陶瓷的物相表征 |
| 2.3.1 Li~+/Er~(3+):BaTiO_3铁电陶瓷的结构表征 |
| 2.3.2 Li~+/Er~(3+):BaTiO_3铁电陶瓷的致密度表征 |
| 2.3.3 Li~+/Er~(3+):BaTiO_3铁电陶瓷的形貌表征 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 Li~+/Er~(3+):BaTiO_3陶瓷的电学性质表征及相变测量 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Li~+/Er~(3+):BaTiO_3铁电陶瓷的铁电和压电性能表征 |
| 3.2.1 Li~+/Er~(3+):BaTiO_3铁电陶瓷的电滞回线 |
| 3.2.2 Li~+/Er~(3+):BaTiO_3铁电陶瓷压电常数 |
| 3.3 Li~+/Er~(3+):BaTiO_3铁电陶瓷介电温谱 |
| 3.3.1 样品的介电性能测试及居里温度和居里-外斯温度标定 |
| 3.3.2 Li~+/Er~(3+)掺杂对样品弥散性影响 |
| 3.3.3 Li~+/Er~(3+):BaTiO_3的低温铁电-铁电相变测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Li~+/Er~(3+):BaTiO_3陶瓷相变的荧光检测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Li~+/Er~(3+):BaTiO_3陶瓷的上转换荧光光谱 |
| 4.2.1 上转换发光机制 |
| 4.2.2 高温区铁电-顺电相变对发光影响研究 |
| 4.2.3 低温区铁电-铁电相变对发光影响研究 |
| 4.3 Li~+/Er~(3+):BaTiO_3陶瓷的红外荧光光谱 |
| 4.3.1 红外荧光发光机制 |
| 4.3.2 变温红外荧光光谱 |
| 4.3.3 荧光寿命及变温激发光谱测量 |
| 4.4 Li~+/Er~(3+):BaTiO_3陶瓷的变温XRD测试分析 |
| 4.5 本章小节 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）稀土及稀土/锰掺杂钛酸钡陶瓷的结构和介电性质（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 BaTiO_3的结构 |
| 1.2.1 BaTiO_3的晶体结构 |
| 1.2.2 BaTiO_3的拉曼振动模式 |
| 1.3 掺杂BaTiO_3的结构及介电性质 |
| 1.3.1 稀土离子在BaTiO_3中的位占据 |
| 1.3.2 稀土掺杂BaTiO_3的介电性质 |
| 1.3.3 过渡金属(Mn)掺杂BaTiO_3的介电性质 |
| 1.4 电介质基本理论 |
| 1.4.1 介电函数 |
| 1.4.2 介电弛豫 |
| 1.5 巨介电现象 |
| 1.6 选题意义及研究内容 |
| 第2章 实验 |
| 2.1 BaTiO_3基陶瓷的制备 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 陶瓷制备流程 |
| 2.2 表征手段 |
| 2.2.1 密度测试 |
| 2.2.2 XRD测试 |
| 2.2.3 Raman测试 |
| 2.2.4 TEM测试 |
| 2.2.5 SEM测试 |
| 2.2.6 EDS测试 |
| 2.2.7 介电测试 |
| 2.2.8 EPR测试 |
| 2.3 仪器设备 |
| 第3章 Nd掺杂BaTiO_3陶瓷的结构及介电性质 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 实验过程 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 结构 |
| 3.3.2 介电性质 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Nd/Mn双掺杂BaTiO_3陶瓷的结构演变及介电性质 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 实验过程 |
| 4.2.1 样品制备 |
| 4.2.2 表征手段 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 结构 |
| 4.3.2 介电性质 |
| 4.3.3 Mn离子的价态 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 单相Sm掺杂BaTiO_3陶瓷的结构及介电性质 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 实验过程 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 晶体结构 |
| 5.3.2 介电性质 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 Sm/Mn双掺杂BaTiO_3陶瓷的结构及介电性质 |
| 6.1 研究背景 |
| 6.2 实验过程 |
| 6.2.1 样品制备 |
| 6.2.2 表征手段 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 SEM分析 |
| 6.3.2 XRD分析 |
| 6.3.3 Raman分析 |
| 6.3.4 Mn离子的价态 |
| 6.3.5 介电性质 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）钛酸基材料的声子热输运调控及其热电性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 热电现象 |
| 1.1.1 热电效应 |
| 1.1.2 热电效应的起源 |
| 1.2 热电性能参数 |
| 1.3 热电材料的研究进展 |
| 1.3.1 非氧化物热电材料 |
| 1.3.2 氧化物热电材料 |
| 1.4 Nd_(2/3-x)Li_(3x)TiO_3和SrTiO_3的晶相结构及其热电性能 |
| 1.4.1 Nd_(2/3-x)Li_(3x)TiO_3的晶相结构及其电学性能 |
| 1.4.2 SrTiO_3的晶相结构及其热电性能 |
| 1.5 研究目的和意义 |
| 1.6 研究策略和预期结果 |
| 第2章 热电材料的制备及表征 |
| 2.1 热电材料的制备方法 |
| 2.1.1 熔体生长法 |
| 2.1.2 粉末冶金法 |
| 2.1.3 气相生长法 |
| 2.1.4 本文实验样品的制备方法 |
| 2.2 热电材料的结构及性能表征 |
| 2.2.1 微观形貌及晶体结构 |
| 2.2.2 热电性能参数的测试及计算 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 超晶格结构Nd_(2/3-x)Li_(3x)TiO_3体晶的制备及其热电性能 |
| 3.1 温度工艺条件对Nd_(2/3-x)Li_(3x)TiO_3微纳结构的影响 |
| 3.1.1 实验 |
| 3.1.2 结果与讨论 |
| 3.2 超晶格结构对Nd_(2/3-x)Li_(3x)TiO_3声子热输运的影响 |
| 3.2.1 实验 |
| 3.2.2 结果与讨论 |
| 3.3 阳离子空位填充对超晶格结构Nd_(2/3-x)Li_(3x)TiO_3热电性能的影响 |
| 3.3.1 实验 |
| 3.3.2 结果与讨论 |
| 3.4 Ti位Nb掺杂对超晶格结构Nd_(2/3-x)Li_(3x)TiO_3热电性能的影响 |
| 3.4.1 实验 |
| 3.4.2 结果与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Sr(Ti_(0.85)Nb_(0.15))O_3复合材料的制备及其热电性能 |
| 4.1 YSZ添加对Sr(Ti_(0.85)Nb_(0.15))O_3声子热输运及其热电性能的影响 |
| 4.1.1 实验 |
| 4.1.2 结果与讨论 |
| 4.2 MS添加对Sr(Ti_(0.85)Nb_(0.15))O_3声子热输运及其热电性能的影响 |
| 4.2.1 实验 |
| 4.2.2 结果与讨论 |
| 4.3 KTO纳米线添加对Sr(Ti_(0.85)Nb_(0.15))O_3声子热输运及其热电性能的影响 |
| 4.3.1 实验 |
| 4.3.2 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 钛酸基材料电热输运的异同分析 |
| 5.1 耐高温氧化性的比较 |
| 5.2 热导率的比较 |
| 5.3 电导率的比较 |
| 5.4 塞贝克系数的比较 |
| 5.5 功率因子的比较 |
| 5.6 无因次热电优值的比较 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论、创新性及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新性 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 个人简历 |
（10）多层片式BaTiO3基正温度系数热敏陶瓷的低温制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 多层片式BaTiO_3基热敏陶瓷电学特征及参数 |
| 1.3 还原再氧化工艺制备BaTiO_3基热敏陶瓷的基本原理 |
| 1.4 多层片式BaTiO_3基热敏陶瓷研究现状及发展趋势 |
| 1.5 多层片式BaTiO_3基热敏陶瓷制备关键技术难点 |
| 1.6 本论文主要研究内容 |
| 2 制备工艺及测试方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 BaTiO_3基热敏陶瓷制备工艺 |
| 2.3 测试与表征 |
| 2.4 试验原料、设备及测试仪器参数 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 溶胶凝胶法低温制备BaTiO_3基热敏陶瓷及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 样品制备 |
| 3.3 溶胶-凝胶法与固相法对比研究 |
| 3.4 低温烧结及半导化机制分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 固相法低温制备BaTiO_3基热敏陶瓷及再氧化机制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品制备 |
| 4.3 低温烧结及性能分析 |
| 4.4 反常再氧化现象及其机理分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 BaTiO_3基热敏陶瓷性能优化及其与内电极共烧研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样品制备 |
| 5.3 微量BaCO_3对微观结构及电学性能的影响 |
| 5.4 施主La3+掺杂量对微观结构及电学性能的影响 |
| 5.5 BaTiO_3基热敏陶瓷与Ni内电极共烧研究 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间成果与奖励 |
四、Electric characteristics of Nd_2O_3 doped BaTiO_3 ceramics（论文参考文献）
- [1](Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3陶瓷的结构及电学性能：点缺陷效应研究进展[J]. 陈晓明,刘丽娜,王星星,刘美丹. 陕西师范大学学报(自然科学版), 2021(04)
- [2]受主-施主共掺杂钛酸钡铁电陶瓷的相变行为及压电性能[D]. 宋睿烜. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [3]不同Nd掺杂量(Ba1-3x/2Ndx)(Ti0.99Zr0.01)O3陶瓷结构及介电性能[J]. 林彩平. 稀土, 2021(04)
- [4]BiFeO3基复相陶瓷铁电极化调控及储能应用研究[D]. 唐晓慧. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [5]掺杂型BaTiO3陶瓷介电与阻抗性能研究[D]. 马万里. 西安科技大学, 2019(01)
- [6]钙钛矿铁电材料的晶格缺陷对铁电与光吸收性能的研究[D]. 漏琦伟. 中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所), 2019(03)
- [7]Li+/Er3+共掺杂BaTiO3陶瓷相变的荧光检测方法研究[D]. 汤玲丽. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [8]稀土及稀土/锰掺杂钛酸钡陶瓷的结构和介电性质[D]. 刘巧丽. 吉林大学, 2019(11)
- [9]钛酸基材料的声子热输运调控及其热电性能研究[D]. 巴要帅. 东北大学, 2018(01)
- [10]多层片式BaTiO3基正温度系数热敏陶瓷的低温制备及性能研究[D]. 祖昊. 华中科技大学, 2018(05)