氧含量對電荷有序鎳酸鹽巨介電響應(yīng)的影響及其改性.pdf

1、采用溶膠凝膠法制備得到了電荷有序鎳酸鹽的粉末，然后通過在空氣中燒結(jié)及氮?dú)夥胀嘶鸬姆椒?，獲得了含氧量不同的Nd2NiO4+δ及Sm1.5Sr0.5NiO4-δ巨介電陶瓷，分別研究了間隙氧及氧空位對Nd2NiO4+δ和Sm1.5Sr0.5NiO4-δ陶瓷巨介電響應(yīng)的影響。同時嘗試通過添加SiO2的方法對La1.5Sr0.5NiO4陶瓷進(jìn)行改性，實(shí)驗(yàn)得出如下主要結(jié)論:
　　1.經(jīng)過氮?dú)夥胀嘶鸷?，Nd2NiO4+δ陶瓷中的間隙氧的含量減少

2、了。XRD精修結(jié)果表明，陶瓷經(jīng)過氮?dú)夥胀嘶鸷螅琋d2NiO4+δ的主相有部分由正交相轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆较?。Nd2NiO4+δ陶瓷退火前后均表現(xiàn)出了巨介電響應(yīng)，并且在退火后陶瓷的介電譜中觀察到了一個低溫介電弛豫。通過分析Nd2NiO4+δ陶瓷的介電弛豫，以及晶粒、晶界的電輸運(yùn)行為，我們確認(rèn)了含間隙氧的電荷有序鎳酸鹽巨介電響應(yīng)與小極化子躍遷之間的關(guān)系。
　　2.氮?dú)夥胀嘶鸷?，Sm1.5Sr0.5NiO4-δ陶瓷的氧空位會增加，其介電常數(shù)低溫時

3、會降低，但是高溫時會增大，介電損耗則會一直增大。Sm1.5Sr0.5NiO4-δ陶瓷的低溫介電弛豫激活能會伴隨著氧空位濃度的增大而降低。Sm1.5Sr0.5NiO4-δ陶瓷晶粒的電導(dǎo)源于Ni3+的局域空穴，晶界電導(dǎo)則和氧空位的電離密切相關(guān)。退火前Sm1.5Sr0.5NiO4-δ陶瓷的巨介電響應(yīng)，主要?dú)w因于與Ni3+相關(guān)聯(lián)的小極化子躍遷，而退火后Sm1.5Sr0.5NiO4-δ陶瓷的巨介電響應(yīng)，則和氧空位密切相關(guān)。雖然氧空位對介電常數(shù)增大

4、有利，但是不利于性能的穩(wěn)定，特別是高溫時，介電常數(shù)和介電損耗可能會因過多的氧空位而變成負(fù)值。
　　3.制備得到了La1.5Sr0.5NiO4與SiO2的復(fù)相陶瓷。分析La1.5Sr0.5NiO4單相陶瓷以及La1.5Sr0.5NiO4-SiO2復(fù)相陶瓷的介電性能，發(fā)現(xiàn)復(fù)相陶瓷的介電常數(shù)略有降低，介電損耗會大幅減小，說明改性是成功的。同時，在我們的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)Ni∶Si=1.25∶1時，陶瓷的性能最佳。此外，La1.5Sr0.5NiO