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锶离子和钙离子单掺杂与共掺杂对钛酸钡陶瓷结构、电学及光学性能的影响
摘要： 本工作合成了Ba0.9Sr0.1TiO3、Ba0.7Sr0.3TiO3、Ba0.5Sr0.5TiO3、Ba0.5Ca0.25Sr0.25TiO3和Ba0.5Ca0.5TiO3，以评估A位掺杂剂（Sr2+和Ca2+）单掺杂与共掺杂对BaTiO3陶瓷结构、电学及光学性能的影响。添加Sr2+的样品呈现四方结构，该结构随Sr2+浓度增加而轻微畸变，当x=0.50时最终转变为立方结构。Ba0.5Ca0.5TiO3也保持四方特性但溶解度有限，第二相CaTiO3的存在证实了其溶解受限的事实。Sr2+与Ca2+的协同效应未改变四方结构。Sr2+掺杂提高了表观密度和晶粒尺寸，促进了畴壁运动并改善了介电性能。然而由于晶界点缺陷重排，Ba1-xSrxTiO3的铁电性较弱。随着Sr2+含量增加，光学带隙从3.48 eV降至3.28 eV。阳离子共掺杂显著提升了电学性能，其中Ba0.5Ca0.25Sr0.25TiO3陶瓷的介电常数最高值达~547。Ba0.5Ca0.25Sr0.25TiO3和Ba0.5Ca0.5TiO3均形成具有较低矫顽场和适中光学带隙能的P-E回线。Sr2+与Ca2+共掺是提升材料电学及光学性能的有效方法。
关键词： 介电性能、晶粒尺寸、X射线衍射、光学性能、烧结
更新于2025-11-21 11:18:25
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多孔SiC/Si3N4陶瓷的介电性能——通过聚硅氮烷浸渍-热解法制备
摘要： 通过聚硅氮烷浸渍-热解法在多孔Si3N4基体上合成了碳化硅纳米管。随着浸渍次数增加，β-SiC和游离碳含量上升，导致20 wt%和30 wt%苯甲酸样品分别在12.9 GHz和14.7 GHz附近出现明显的介电常数振动损耗峰。所得陶瓷在8-18 GHz频段反射率达-7dB至-10dB，意味着可衰减80%-90%的电磁波。含40 wt%苯甲酸的陶瓷表现出高损耗、低反射及宽吸收频带特性，显示出优异的吸波效率和良好的介电性能。
关键词： 介电性能，氮化硅，浸渍，碳化硅
更新于2025-11-21 11:18:25
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[机械工程讲义] 薄膜、纳米结构材料与涂层进展（2018年"纳米材料：应用与性能"国际会议精选论文集）|| 极性电介质薄膜的染色效应对其性能的影响
摘要： 低成本、可扩展的加工工艺与衬底材料对功能氧化物薄膜实现极化电介质性能优化及商业化至关重要。本研究系统考察了低成本MgO、Al?O?、SrTiO?和Si衬底对溶胶-凝胶法制备的SrTiO?（ST）与K?.?Na?.?NbO?（KNN）薄膜结构及电学特性的影响。发现衬底会显著改变薄膜应力/应变状态，进而影响其介电与铁电响应特性：当ST和KNN薄膜分别沉积于镀铂Al?O?和Si衬底时，衬底与薄膜间的热膨胀失配会在面内产生拉应力，导致平行板电容器构型中相对介电常数和剩余极化值降低；而MgO/Pt衬底上的ST薄膜与SrTiO?/Pt衬底上的KNN薄膜则呈现压应力/应变状态，这种状态使ST薄膜中Ti??离子和KNN薄膜中Nb??离子产生更优的面外位移，从而获得更高的极化强度与介电常数。研究证实，通过诱导压应力状态可有效优化多晶极化电介质薄膜的相对介电常数与极化性能。
关键词： 介电性能、溶胶-凝胶法、薄膜、应力/应变、热膨胀、铁电滞回线
更新于2025-11-14 17:28:48
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类钙钛矿配位聚合物中有机阳离子的重定向动力学
摘要： 我们在此报道了作为客体分子的有机阳离子在钙钛矿主体框架中的动力学行为。通过多种实验方法研究了CH3NH3+（MA+）、(CH3)2NH2+（DMA+）和(CH3)3NH+（TrMA+）在KFe(CN)63?单元形成的笼状结构中的分子运动：(i)热分析；(ii)介电与电学研究；(iii)光学观测；(iv)EPR和1H核磁共振波谱；(v)准弹性中子散射(QENS)。热分析显示MA+和TrMA+存在一个固-固相变，而DMA+晶体出现两个相变。显著的温度依赖性介电常数表明这些复合物具有可调谐和可切换特性。直流电导率测量证实了它们的半导体性质。对TrMA+样品在100Hz-1GHz频率范围内进行了宽带介电弛豫分析。QENS结果表明我们处理的是阳离子的局域运动而非扩散运动。采用三种模型（涉及CH3和/或NH3基团的同时旋转、π翻转及有机阳离子自由旋转）来拟合弹性非相干结构因子。在宽温度范围内测量了所有研究化合物的1H核磁共振自旋-晶格弛豫时间以及第二矩。所有样品的质子核磁谱线第二矩温度依赖性均显示出分子运动从刚性状态逐渐演变为高度无序状态的过程。
关键词： 准弹性中子散射、相变、钙钛矿、配位聚合物、介电性能、核磁共振波谱、动力学、有机阳离子
更新于2025-11-14 17:28:48
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BaZr<sub>0.4</sub>Ti<sub>0.6</sub>O<sub>3</sub>掺杂对多铁性(1-x)BiFeO<sub>3</sub>-xBaTiO<sub>3</sub>陶瓷电学与磁学性能的影响
摘要： 采用固相反应法制备了0.75((1-x)BiFeO3-xBaTiO3)-0.25BaZr0.4Ti0.6O3（即0.75(BFO-BTO)-0.25BZT）陶瓷（x=0.23-0.27），研究了相形成、介电及磁性能之间的关系。研究发现煅烧后的BFO-BTO和BZT粉体分别呈现畸变菱方和立方结构。此外，与煅烧BFO-BTO粉体相比，BZT的添加显著影响了BFO-BTO-BZT陶瓷的相变过程，且随着BZT含量增加变化更为明显。所有样品均呈现立方钙钛矿结构。室温介电性能随BTO含量增加而降低，在0.75(0.77BFO-0.23BTO)-0.25BZT陶瓷中观察到具有低损耗的最高介电常数。此外，这些陶瓷在360°C以上显示出最大介电常数温度（Tm）。值得注意的是，所有陶瓷组分均呈现典型铁磁滞回线，其中0.75(0.77BFO-0.23BTO)-0.25BZT陶瓷具有最高的剩余磁化强度。
关键词： 复合材料、介电性能、铁磁滞回线、BFO-BTO、BZT
更新于2025-11-14 17:28:48
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高性能K0.5Na0.5NbO3陶瓷的高效合成
摘要： 通过机械化学活化辅助工艺制备了高致密、细小且晶粒尺寸均匀的纯(K0.5Na0.5)NbO3(KNN)陶瓷。其合成时间仅需100分钟，比传统固相法6-24小时的工艺缩短了72%-93%。研究详细对比了传统固相法样品，发现该工艺不仅优化了微观结构演变过程，更显著提升了电学性能?；竦玫腒NN陶瓷介电与铁电性能对初始粉体晶粒尺寸呈现强依赖性。其中优化样品HKNN100展现出优异储能特性：高电能存储密度(Wtol=1.612 J/cm3)与可恢复储能密度(Wrec=0.431 J/cm3)，这主要归因于其高达110 kV/cm的介电击穿强度(DBS)。本研究表明机械化学活化辅助法在高效制备KNN基陶瓷方面具有显著优势。
关键词： 介电性能、铁电性、(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷、机械化学活化、微观结构
更新于2025-11-14 17:04:02
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揭示含羰基聚酰亚胺电介质分子结构与介电性能之间的关联
摘要： 具有优异耐热性和先进介电性能的聚合物电介质对于恶劣环境应用中的高温电容器至关重要。本研究通过羰基二酐与不同二胺反应制备了一系列含芳香羰基的聚酰亚胺（CPI）。系统揭示了分子结构（即二胺中不同连接结构（O、CH2、SO2）、重复单元长度及连接位点（对位-对位或间位-间位））与性能的关联规律，最终获得同时具备卓越耐热性（玻璃化转变温度Tg：241~352°C）、合理高介电常数（3.99~5.23）、低损耗因子（0.00307~0.00395）和优异击穿强度（425~552 MV/m）的CPI电介质。特别地，二酐含羰基结构且二胺含磺酰基的CPI-5在500 MV/m下展现出6.34 J/cm3放电能量密度和92.3%充放电效率。此外，CPI-5在-50至200°C温度范围内也表现出稳定的介电性能。? 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2019, 136, 47883.
关键词： 介电性能、薄膜、热性能、聚酰亚胺
更新于2025-11-14 14:48:53
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掺锶双铁性YCrO3的结构、光学和介电研究
摘要： 本工作报道了Y1-xSrxCrO3（x=0.0、0.1）样品的固态合成。X射线衍射数据分析证实合成的样品结晶为正交相，空间群归属为Pbnm。XRD数据的Rietveld精修确认了晶体结构及其他相关参数。晶格参数的微小变化和衍射峰的微弱偏移表明Sr在母体YCrO3基质中Y位点均匀分散。介电表征显示制备样品具有良好的介电性能，且随Sr掺杂而降低。场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）显示样品制备过程中发生了团聚现象。傅里叶变换红外（FTIR）表征证实了所研究样品正交相的形成，分别显示出对应于Cr-O伸缩、Y/Sr-O伸缩及O-Cr-O变形振动的尖锐吸收带。紫外-可见光谱分析揭示了样品具有双重直接允许带隙，可归因于基态中Cr3+离子的跃迁。
关键词： 纳米粒子、结构、里特维尔德精修、形貌、介电性能
更新于2025-09-23 15:23:52
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表面改性与分散添加剂对BiFeO3/聚甲基丙烯酸甲酯复合薄膜介电及电学性能的影响
摘要： 表面改性对提高介电常数和降低介电损耗具有重要作用。本研究通过溶液浇铸法制备了填充2-氨基乙磺酸改性铁酸铋（BiFeO3；BFO）的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）复合材料。该复合材料的表面形貌使颗粒在聚合物基体中分散更均匀，并增强了改性BFO与PMMA基体间的界面相容性。实验结果表明：在100Hz频率下，该复合材料具有高介电常数（≈147）、交流电导率（1×10??）及较低损耗（<1）。当BFO颗粒含量低于30wt%时，复合材料中可清晰观察到渗流现象。此外，复合材料在改性BFO颗粒表面形成钝化层，这可能改善材料形貌并促进空间电荷、界面效应及介电性能的提升。本研究为储能应用提供了一种制备高性能介电复合材料的简便高效方法。
关键词： 介电性能、表面处理、形貌、聚甲基丙烯酸甲酯
更新于2025-09-23 15:23:52
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由均苯四甲酸二酐、4,4'-二氨基二苯醚、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯或1,3-双(4-氨基苯氧基)苯衍生的低介电常数芳香族均聚酰亚胺和共聚酰亚胺
摘要： 引入了低介电常数的芳香族均聚酰亚胺和共聚酰亚胺。均聚酰亚胺以均苯四甲酸二酐（PMDA）为酸酐单体，4,4'-二氨基二苯醚（ODA）、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯或1,3-双(4-氨基苯氧基)苯为胺类单体制备；共聚酰亚胺则以PMDA为酸酐单体，ODA为胺类单体，再添加2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯或1,3-双(4-氨基苯氧基)苯作为另一种胺类单体制备。通过傅里叶变换红外光谱、热重分析、热机械分析、介电性能测试和拉伸试验对聚酰亚胺进行了全面表征。结果表明，均聚酰亚胺与共聚酰亚胺的介电常数均低于由ODA和PMDA形成的均聚酰亚胺。研究还发现，链间距、苯醚基团含量及取代基位置等因素不仅通过增强分子柔性改善了聚酰亚胺的热性能，还通过增大分子链自由体积和减少单位体积极化点降低了聚酰亚胺的介电常数。
关键词： 介电性能、共聚物、聚酰亚胺、薄膜
更新于2025-09-23 15:23:52