无铅压电陶瓷的研究与应用进展

本文综述了无铅压电陶瓷研究开发的相关进展,着重介绍了钙钛矿结构无铅压电陶瓷(包括BaTiO3(BT)基无铅压电陶瓷、Bi1/2Na1/2TiO3 (BNT)基无铅压电陶瓷、碱金属铌酸盐K1/2Na1/2NbO3(KNN)基无铅压电陶瓷)、钨青铜结构无铅压电陶瓷及铋层状结构无铅压电陶瓷等不同陶瓷种类的相关体系、制备方法及压电铁电性能,并根据相关性能参数分析了无铅压电器件的应用领域,最后对其发展前景进行了展望.     

无铅压电陶瓷的研究与展望

综述了无铅压电陶瓷研究开发的相关进展,着重介绍了BaTiO3基无铅压电陶瓷、Bi1/2Na1/2TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷、NaNbO3基无铅压电陶瓷、铋层状结构无铅压电陶瓷及钨青铜结构无铅压电陶瓷等不同陶瓷种类的相关体系、制备方法及压电铁电性能,并对其应用及发展前景进行了展望。     

铋层状结构无铅压电材料的研究现状与发展趋势

铋层状结构无铅压电材料因其具有居里温度高、品质因数高、击穿强度及各向异性大等特性而受到人们的重视.本文介绍了铋层无铅压电材料的结构特点,综述了该体系压电陶瓷的微量元素与制备工艺对材料压电、铁电性能的影响规律,着重讨论了不同位离子取代对陶瓷性能和结构的影响,概括了制备高取向陶瓷的先进制备技术,并展望了铋层无铅压电材料未来的发展趋势.     

铋层状结构无铅压电材料的改性

本文介绍了铋层状结构无铅压电材料的研究现状及存在的问题。铋层状结构无铅压电材料居里温度较高,可以用于高温压电方面的应用,但其压电性能较差。本文重点介绍了提高铋层状结构无铅压电材料压电性能的措施——晶粒定向生长和掺杂。     

无铅压电陶瓷研究进展

介绍了无铅压电陶瓷的发展历史和国内外发展现状,综述了钛酸钡基,碱金属钙钛矿结构和钨青铜结构铌酸盐以及含铋层状,钛酸铋钠基压电陶瓷的性能和改性方法,分析了其发展趋势。     

环境友好型钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的研究进展

压电陶瓷因具有稳定的化学特性、优异的物理性能、易于制备各种形状和任意极化方向的特性，在日常生活、工业生产以及军事等领域有着广泛应用。近年来，随着人们环保意识的增强和社会可持续发展的要求，无铅压电陶瓷的开发与应用变得极为重要。本文全面论述了钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的制备方法、改性增强和研究进展，讨论了通过构建复合陶瓷优化钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的压电性能，并对其研究方向及发展前景进行了展望。     

BNT基无铅压电陶瓷材料的溶胶-凝胶法制备及电性能研究

随着人们环保意识的增强,无铅压电陶瓷的研究和开发成为当前压电材料领域研究的热点。本文采用溶胶-凝胶法制备了BNT(钛酸铋钠)粉体,采用干压成型、高温电炉烧成无铅压电陶瓷样品,并对BNT粉体及无铅压电陶瓷样品进行了性能分析与结果讨论。     

无铅压电陶瓷的最新研究进展

介绍了铋层状结构无铅压电陶瓷、钨青铜结构无铅压电陶瓷、钙钛矿结构无铅压电陶瓷(包括钛酸铋钠Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3(BNT)基、碱金属铌酸盐K_(0.5)NaO_5NbO_3(KNN)基、钛酸钡BaTiO_3(BT)基压电陶瓷)等不同陶瓷体系的制备方法、压电性能、应用领域及最新进展。最后就无铅压电陶瓷今后的研究提出了几点建议。     

钛酸铋钠基无铅压电陶瓷粉体的制备技术

作为一类具有发展前景的无铅压电陶瓷,钛酸铋钠(BNT)基陶瓷的开发和应用正日益受到重视.陶瓷粉体的形貌、化学成分的均匀性等,直接影响着陶瓷材料的组成与结构乃至其电学性能.本文综述了近几年BNT基无铅压电陶瓷粉体的制备技术,介绍了各种方法的基本原理、工艺,并讨论了不同制备方法的优缺点.     

无铅压电陶瓷材料研究现状

随着人们环保意识的增强，无铅压电陶瓷材料的研究和应用已日益引起人们的关注。文中综合介绍了铋层状材料和钛酸铋钠基无铅材料的压电特性，总结了各种添加剂对其压电性能的影响机理和规律，介绍了当前以各种工艺对其微观结构和压电性能改进的研究成果，并对2种材料的应用前景进行了展望。     

Bi0.5Na0.5TiO3基无铅压电陶瓷的研究进展

随着经济的发展和人们环保意识的增强,无铅压电陶瓷的研究和开发越来越引起人们的重视.由于钛酸铋钠(Bi0.5Na0.5TiO3,简称为BNT)基无铅压电陶瓷具有良好的铁电性和高的剩余极化引起了广大学者的关注.本文分析了BNT基无铅压电陶瓷的研究进展,其中晶粒取向生长技术是提高其压电性能的一个重要途径.本文还介绍了一种溶剂热法制备织构化BNT基无铅压电陶瓷的方法.     

Sr掺杂BNT-BT压电陶瓷结构与性能研究

采用传统的电子陶瓷制备工艺制备了一系列0.93Bi0.5Na0.5TiO3-0.07(Ba1-xSrx)TiO3(简写为BNBST100x;x=0.02,0.04,0.06,0.08,0.10)陶瓷,研究了陶瓷的结构、介电、压电性能变化特征.XRD分析表明,陶瓷样品均形成了单一的钙钛矿结构固溶体.陶瓷的介电、压电性能受Sr含量的影响显著.所有陶瓷样品表现出弥散相变特征.BNBST陶瓷的压电常数随着Sr含量的增加表现出先增大后减少的趋势.同时,当Sr含量为4 mol%时,压电常数(d33达到最大,分别为139.8 pC/N.     

La掺杂(Na_(0.5)Bi_(0.5))_(0.82)(K_(0.5)Bi_(0.5))_(0.18)TiO_3系统无铅压电陶瓷的制备工艺探讨

采用传统陶瓷工艺,研究了制备[(Na0.5Bi0.5)0.82(K0.5Bi0.5)0.18]1-xLaxTiO3(x=0.00,0.01,0.03,0.05,0.10)无铅压电陶瓷的工艺条件对陶瓷的物相组成、显微结构和压电性能的影响。利用XRD、SEM等技术分析结果表明,合成温度的提高有利于主晶相的形成,且此系统烧成温度范围较窄,故需控制在合适的烧成温度下才能得到高致密度的陶瓷。同时,研究了极化工艺条件对材料压电性能的影响,结果表明,提高极化电场强度、控制适当的极化温度有利于提高材料的压电性能。     

La掺杂(Na0.5Bi0.5)0.82(K0.5Bi0.5)0.18TiO3系统无铅压电陶瓷的制备工艺探讨

采用传统陶瓷工艺，研究了制备[（Na0.5Bi0.5）0.82（K0.5Bi0.5）0.18]1-xLaxTiO3（x=0．00，0．01，0．03，0．05，0．10）无铅压电陶瓷的工艺条件对陶瓷的物相组成、显微结构和压电性能的影响。利用XRD、SEM等技术分析结果表明，合成温度的提高有利于主晶相的形成，且此系统烧成温度范围较窄，故需控制在合适的烧成温度下才能得到高致密度的陶瓷。同时，研究了极化工艺条件对材料压电性能的影响，结果表明，提高极化电场强度、控制适当的极化温度有利于提高材料的压电性能。     

(K0.5Na0.5)(TaxNb1-x)O3无铅压电陶瓷的性能特征

采用传统电子陶瓷制备工艺制备了(K0.5Na0.5)(TaxNb1-x)O3无铅压电陶瓷。研究了不同Ta含量下(K0.5Na0.5)(TaxNb1-x)O3陶瓷的晶相组成及性能特征。结果表明,(K0.5Na0.5)(TaxNb1-x)O3陶瓷在低Ta含量时形成单一斜方相固溶体,但Ta含量达到0.08mol后则有K6Ta10.8O30次晶相产生。随着Ta的加入,陶瓷的体积密度逐渐增大,居里温度(Tc)逐渐降低。当Ta含量为0.08mol时陶瓷具有良好的铁电、压电性能和介电稳定性能,其压电常数d33为76pC/N。     

Simultaneous realization of high transparency and piezoelectricity in low symmetry KNN-based ceramics

Transparent piezoelectric ceramic, as a lead-free multifunctional ceramic, is in dire need of development for future high-tech industries. However, excellent piezoelectricity and high transmittance are usually hard to achieve simultaneously, mainly due to the two mutual restricting factors (phase structure and grain size). In this work, we report that high piezoelectricity and transmittance can be obtained simultaneously in K_0.5Na_0.5NbO₃ ceramics via Sr(Sc_0.5Nb_0.5)O₃ (SSN) modification. The superior piezoelectric performance comes from the retain of orthorhombic phase structure at room temperature (RT); while the high transparency (>70% at 780 nm) can be attributed to the improved relative density and reduced grain size via SSN modification. Remarkably, in the sample with 0.05SSN modification, we realized a comprehensively high transmittance (73% at 780 nm) accompanied by a superior piezoelectric constant (d₃₃ = 101 pC/N), which outperform other reported KNN-based transparent ceramics to our best knowledge. Our results may provide insight for further developing the transparent piezoelectric ceramics by controlling the grain size and phase structure.     

NBT基无铅压电陶瓷的研究进展

由于环境保护的要求，无铅压电材料越来越受到关注，NBT基压电陶瓷是目前研究较多的一种无铅压电材料，采取各种掺杂措施可以提高其压电性能，获得具有实用价值的无铅压电陶瓷材料。     

Sodium bismuth titanate-based lead-free RAINBOW piezoelectric devices

The piezoelectric properties of lead-free piezoelectric ceramics are normally lower than those of lead oxide-based ceramics. In order to enhance the electromechanical performance of lead-free piezoelectric ceramics, an asymmetric chemical reduction was applied to sodium bismuth titanate (NBT)-based piezoelectric ceramics. Similar to the lead-containing ceramics, a curvature structure can be induced by the reduction in the NBT-based materials and lead-free RAINBOW (reduced and internally biased oxide wafer) devices can be fabricated. A large displacement (approximately 17 μm) under an electric field of 900 V/mm and high piezoelectric sensitivity (>4000 pC/N) under a stress, which are related to the reduction induced curvature, can be measured in the NBT-based devices. The apparent piezoelectric response of the lead-free RAINBOW devices is comparable to that of Pb(Zr,Ti)O₃-based devices. We proposed that apart from the piezoelectric properties, flexoelectric effect could also be a contributing mechanism for the observed apparent piezoelectric response in RAINBOW devices.     

Bi1/2Na1/2TiO3无铅压电陶瓷的研究进展

近年来,随着环境保护和人类社会可持续发展的需求,作为环境友好的铁电压电陶瓷典型代表的Bi1／2Na1／2TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷,已成为世界发达国家致力研发的热点材料之一。本文结合目前有关BNT基无铅压电陶瓷的报道,探讨了BNT压电瓷的压电机理及其相变过程,着重介绍了BNT压电陶瓷制备工艺以及改性研究和目前的应用,并对BNT基无铅压电陶瓷未来的发展趋势作了展望。