Sb2O3掺杂（Na0．84K0．16）0．5Bi0．5TiO3无铅压电陶瓷的压电与介电性能研究

采用传统陶瓷的制备方法，制备出Sb2O3掺杂的（Na0．84K0．16）0．5Bi0．5TiO3的无铅压电陶瓷。XRD分析表明，Sb2O3的掺杂量在0．1％～0．6％（质量分数）范围内都能够形成纯钙钛矿（ABO3）型固溶体。陶瓷材料的介电常数-温度曲线显示陶瓷在升温过程中存在两个介电常数温度峰，结合不同温度下的电滞回线观测，认为两个介电峰分别是材料的铁电-反铁电和反铁电-顺电相变，宽化的介电峰同时也表明所研究陶瓷具有驰豫铁电体特征。测试了不同组成陶瓷的压电性能，在Sb2O3掺杂量为0．1％时陶瓷的压电常数d33=124pC／N，为所研究组成中的最大值，平面机电耦合系数kp=24．87％，略有下降，材料的介电常数ε33^T／ε0和介质损耗tanδ则随掺杂量的增加而增加。     

铋掺杂对（Na0．5K0．5）NbO3无铅压电陶瓷性能的影响

采用传统陶瓷工艺制备了掺铋 （Na0.5K0.5）NbO3（NKN）无铅压电致密陶瓷，研究了Bi2O3对 （Na0.5K0.5）NbO3晶体结构和压电性能的影响。结果表明：当Bi2O3含量小于0．7％（质量分数，下同）时，能得到具有纯钙钛矿结构的NKN基陶瓷，其烧结温度随着Bi2O3掺杂量的增加而升高，试样密度与纯NKN陶瓷相比有显著提高。 （Na0.5K0.5）NbO3压电常数d33，机电耦合系数kp、kt随Bi2O3含量的增加先升高而后降低，并在x=0．5％时达到最大值，而且机械品质因子Qm大大提高。当Bi2O3掺杂量为0．5％时， （Na0.5K0.5）NbO3无铅压电陶的密度达4．46g／cm^3，表现出优异的压电性能，d33=138pC／N，kp=46％，kt=44％，tanδ=2．9％，εr=466和Qm=167。     

Ag^＋掺杂Na0．5K0．5NbO3无铅压电陶瓷的无压烧结及性能研究

铅基压电陶瓷在制备、使用及废弃处理过程中都会造成环境污染，随着环保意识的增强，无铅压电陶瓷必将逐步替代铅基压电陶瓷。Na0．5K0．5NbO3是一种很有潜力的无铅压电陶瓷，掺杂各种元素提升Na0．5K0．5NbO3陶瓷的压电性能成为当今研究热点之一。本研究以Ag2O、Na2CO3、K2CO3、Nb2O5为原料，经750℃焙烧分别合成了Na0．5K0.5NbO3和AgNbO3粉料，再经配料、混料与成型，在1060℃埋粉烧结，制备出Ag^＋掺杂的Na0.5K0．5NbO3无铅压电陶瓷（xAgNbO3-（1-x）Na0.5K0．5NbO3，ANKN），并在较宽成分范围内（Ag^＋含量，x=0-50at％）系统研究了Ag^＋掺杂对ANKN陶瓷性能的影响。XRD结果表明，ANKN陶瓷的主相为钙钛矿型结构，当x〉16at％，开始出现K5-75Nb10．85O30杂相，随着Ag掺杂量的增加，杂相的衍射峰增强。电学性能测试结果表明，当x〈20at％，随Ag掺杂量的增加ANKN陶瓷的压电常数、介电常数等略有升高；当x〉20at％，ANKN陶瓷的各项性能均开始降低；Ag掺加量为x=16at％时ANKN陶瓷性能最佳，压电常数d33达到110pC／N，平面机电耦合系数kp为30％，相对介电常数εr为358，居里温度Tc为300℃。     

掺杂MnO2的（Pb1-xBax）Nb2O6高居里温度压电陶瓷研究

采用传统电子陶瓷的制备方法，制备出掺杂0．3％（质量分数，下同）MnO2的（Pb1-xBax）Nb2O6高居里温度压电陶瓷。X射线衍射分析表明：X=0时，形成三方钨青铜型固溶体，x=0．01～0．08时，均形成斜方钨青铜型固溶体。利用XRD数据计算了晶体的晶格常数随X的变化，发现随着X含量的增加，晶格常数略有提高，晶胞体积逐渐增大。陶瓷材料的居里温度测试结果表明该体系具有较高的居里温度Tc（490～550℃）。测试了不同组成陶瓷的压电、介电性能，在X=0．05时陶瓷的压电常数以3达到最大值（70pC／N），平面机电耦合系数‰为36．4％，材料的介电常数ε33；^T／εo=350，介质损耗tanδ=1％，该组成具有优异的压电性能，适合于高温环境下使用。     

KNN-BT-BZ系无铅压电陶瓷的研究

采用传统电子陶瓷方法制备了(0.94-x)K0.49Na0.51NbO3-xBaTiO3-0.06BaZrO3(x=0～0.04mol,简称KNN-BT-BZ)体系无铅压电陶瓷,研究BaTiO3含量对该体系陶瓷的晶体结构与压电、介电性能的影响。结果表明:所研究组成范围内所有陶瓷样品均具有单一钙钛矿结构,随着BaTiO3含量x的增加,陶瓷的压电常数d33、平面机电耦合系数kp先增加后降低,机械品质因数Qm和介电常数εT33/ε0均增大,同时介电损耗tanδ减小。当x=0.03时,该组成陶瓷具有较好的压电性能:d33达322pC/N,kp为42%,Qm=193,εT33/ε0=423和tanδ=0.045。     

（Bi0．5Na0．5）TiO3-（Bi0．5K0．5）TiO3陶瓷在准同型相界附近的铁电和压电性能

通过传统的固相烧结法合成（1-x）（Bi0.5Na0.5）TiO3-x（Bi0.5K0.5）TiO3陶瓷（x选取范围0．135-0．24）。先在850℃合成原料粉体，然后在1100～1200℃下烧结得到陶瓷样品。分析检测该体系陶瓷的结构以及铁电、压电性能。x射线衍射分析结果表明，该二元系准同型相界（MPB）区域位于x=0．165～0．225附近。对这一体系铁电和压电性能进行测试，并对其在准同型相界附近的电学性能发生变化的机理作了讨论。（Bi0．5Na0．5）TiO3-（Bi0.5K0.5）TiO3是一种很有应用前景的无铅压电陶瓷材料，值得进一步的研究和探索。同时，本实验还对密封烧结工艺对无铅压电陶瓷性能的影响作了初步的研究。     

保温时间对0．98（K0．5Na0．5）NbO3-0．02LaFeO3陶瓷电性能的影响

研究保温时间对0．98（K0.5Na0.5）NbO3-0．02LaFeO3（缩写为0．98KNN-0．02LF）无铅陶瓷相结构、显微组织、介电性能及铁电性能的影响。所有烧结样品均为纯的伪立方钙钛矿相,保温时间对相结构影响不大。随着保温时间的延长,样品的XRD衍射峰逐渐增强,并且向低角度移动。SEM观察结果显示,随着保温时间的延长,陶瓷样品的致密性提高,晶粒异常长大并出现孪晶结构。介电温谱表明,随着保温时间的延长,介电性能有所降低。电滞回线结果表明,2Pr随着保温时间的延长而增大的程度有所减小,而2E略有增加。在1150℃烧结2h得的到陶瓷的性能较优：εr=2253,tanδ〈5％,2Pr=34．51μC／cm2,2Ec=5．07kV／mm。     

Ca1-3xLn2xTiO3（x=0．13，0．2；Ln=La，Nd，Sm）高介微波介质陶瓷

探讨了烧结温度、组成和稀土元素对Ca1-3xLn2xTiO3（x=0．13，0．2；Ln=La，Nd，Sm）陶瓷的晶体结构、微波介电性能的影响。X射线衍射（XRD）分析表明，除Ca1-3xLn2xTiO3（x=0．2；Ln=Sm）陶瓷中含有少量的第二相（Sm2Ti2O7）外，其余Ca1-3xLn2xTiO3（x=0．13，0．2；Ln=La，Nd，Sm）陶瓷均形成了单一正交钙钛矿相。x=0．13的样品微波介电性能明显优于相应的x=0．2的样品。部分Ca1-3xLn2xTiO3（x=0．13，0．2；Ln=La，Nd，Sm）陶瓷微波介电性能如下：ε=119．6、Qf=10674GHz、τf=304．4×10^-6/℃（x=0．13、Ln=La）；ε=108．9、Qf=14919GHz、τf=236．2×10^-6／℃（x=0．13、Ln=Nd）；ε=101．3、Qf=14485GHz、τf=186．6×10^-6／℃（x=0．13、Ln=Sm）。     

Sr位掺Na对La0．67Sr0．33MnO3晶格结构和磁电特性的影响

采用固相反应法制备了样品La0.67Sr0.33-xNaxMnO3（x=0．05，0．10，0．15，0．20，0．25，0．33）。通过实验测出了样品的X射线衍射谱图、M-T曲线、p-T曲线和MR-T曲线，研究了Sr位掺Na对La0.67Sr0.33MnO3的晶格结构和磁电特性的影响。结果表明，样品呈菱面体结构，当x≥0．20时，Mn^3＋／Mn^4＋〈1，体系在反铁磁态，但实验中所有样品表现为顺磁-铁磁相变伴随绝缘体．金属相变；随X增加，巨磁电阻MR增大，Tc降低，当x=0．33时，在室温区获得了很大的磁电阻MR=241％。     

镨掺杂PZT二元系压电陶瓷性能研究

以固态氧化物为原料，采用传统方法制备错掺杂PZT压电陶瓷。通过XPS，XRD以及SEM方法分析组成为Pb1-1．5xPbZr0．54Ti0．46O3（x=0．02～0．08）压电陶瓷的元素价态，相组成以及显微结构。结果发现：合成温度900℃，可以得到钙钛矿结构。在镨掺杂为3mol％的准同型相界附近三方相和四方相并存，综合性能达最佳值：E33^T／ε0=2000，d33=418pC/N，Kp=52．9％，Qm=75。随着镨掺杂量的增加，Pr-PZT陶瓷的居里温度降低。     

(0.96Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3~-0.04BaTiO_3)-(0.98K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3~-0.02LiTaO_3)无铅压电陶瓷的结构分析与性能研究

研究了(1-x)(0.96Bi_0.5Na_0.5TiO_3-0.04BaTiO_3)-x(0.98K_0.5Na_0.5NbO_3-0.02LiTaO_3)(BNTBT-KNNLT)体系在0≤x≤0.07这一组分区域的结构和性能.X射线衍射谱发现,这一系列组分在室温下形成纯钙钛矿型固溶体,没有其他杂相产生.(111)峰的峰位和峰形随组分的变化有规律的变化.随着KNNLT组分的加入,压电及介电等性能有比较明显的改变.压电性能随KNNLT的加入出现最大值.当x=0.02时,压电常数d_(33)=125 pC/N.介电常数在室温下随组分的增加而增加.电滞回线的结果显示,尽管在BNTBT中掺杂了KNNLT,这一系列的压电陶瓷仍然具有较大的矫顽场.当x=0.02时,室温下介电常数和剩余极化强度分别为:ε_r=1455,P_r=32.3 μC/cm~2.实验结果表明适量的KNNLT掺杂进BNTBT中可以改善BNTBT的压电和介电性能.     

0.95(K0.5Na0.5)NbO3-0.05Li(Nb0.5Sb0.5)O3无铅压电陶瓷的显微结构分析与电学性能

采用传统固相反应合成法制备0.95(K0.5Na0.5)NbO3-0.05Li(Nb0.5Sb0.5)O3基无铅压电陶瓷,研究了烧结温度对0.95(K0.5Na0.5)NbO3-0.05Li(Nb0.5Sb0.5)O3陶瓷相结构、显微组织和压电介电性能的影响。结果表明,在960~1060℃的温度区间内,所得到的一系列烧结样品在室温下均为纯的钙钛矿型结构,未观察到第二相出现;随着烧结温度的升高,晶粒的平均尺寸显示出先增大后减小的趋势,在1020℃时晶粒的平均粒径达到最大值3.5μm。电学性能分析表明,烧结温度为1020℃时,该体系陶瓷压电介电性能达到最优值:d33=245pC/N,kp=0.42,tanδ=0.03,ε3T3/ε0=640,Ec=2.1kV/mm,Pr=20μC/cm2。     

铋基无铅压电陶瓷Bi0.5(Na0.82K0.18)0.5TiO3-BiCrO3的微观组织与电性能

采用传统陶瓷制备方法,制备一种新型无铅压电陶瓷 (1-x)Bi0.5(Na0.82K0.18)0.5TiO3-xBiCrO3 (BNKT-BCx).研究Bi基铁电体BiCrO3对BNKT-BCx陶瓷晶体结构和压电介电性能的影响.结果表明:在所研究的组成范围内,陶瓷材料的主体结构为纯钙钛矿固溶体,微量BiCrO3(x=0～0.02,摩尔分数)不改变陶瓷的晶体结构;当BiCrO3含量x＞0.02时,晶体结构由三方、四方共存转变为伪立方结构,并出现明显的第二相;当x=0.015时,d33=168 pC/N;当x=0.01时,kp=0.32,为该体系压电性能的最大值;随BiCrO3含量的增加,陶瓷的低温介电反常峰向低温移动,高温介电反常峰向高温移动,反铁电相区域增加,弥散指数增加.     

锰掺杂对（Na0.5Bi0.5）TiO3-BaTiO3-（K0.5Bi0.5）TiO3陶瓷介电和压电性能的影响

采用传统陶瓷工艺制备了锰掺杂0.8(Na0.5Bi0.5)TiO3-0.1BaTiO3-0.1(K0.5Bi0.5)TiO3(BNT-B-BKT)无铅压电陶瓷材料,研究了材料的介电、压电和铁电性能.发现锰掺杂大幅降低了0.8(Na0.5Bi0.5)TiO3-0.1BaTiO3-0.1(K0.5Bi0.5)TiO3陶瓷的电导率和矫顽场,最佳掺杂量为0.1%(质量分数),该配方的最佳烧结温度为1150℃.这一温度下烧结所得样品在130℃时的电导率仅为1.36×10-1Ω-1cm-1,约为掺杂前的1/40,矫顽场Ec仅为2.78 kV/mm,剩余极化强度Pr为38μC/cm2,压电系数d33达到143 pC/N.     

Microstructure and electrical properties of Ti-modified (Na_(0.5)K_(0.5))(Ti_xNb_(1-x))O_3 lead-free piezoelectric ceramics

Ti-Modified (Na0.5K0.5)(TixNb1-x)O3 (NKNT) piezoelectric ceramics were fabricated by double-layer buried powder process at 1020°C for 2 h. The microstructures,and piezoelectric and dielectric properties of the lead-free NKNT ceramics were investigated. X-ray diffraction re-sults indicated that Ti4+ had diffused into the (Na0.5K0.5)NbO3 lattices to form a solid solution with a perovskite structure. The introducing of Ti into the (Na0.5K0.5)NbO3 solid solution effectively reduced the sintering temperature and...     

Effect of sintering temperature and composition on microstructure and properties of PMS-PZT ceramics

The piezoelectric ceramics xPb（Mn1/3Sb2/3）O3-（1-x）Pb（Zr1/2Ti1/2）O3 （abbreviated as PMS-PZT） were synthesized by traditional ceramics process. The effect of sintering temperature and the amount of Pb（Mn1/3Sb2/3）O3 （abbreviated as PMS） on phase structure, microstructure, piezoelectric and dielectric properties of PMS-PZT ceramics was investigated. The results show that the pure perovskite phase is in all ceramics specimens, the phase structure of PMS-PZT ceramics changes from tetragonal phase to single rhombohedral phase with the increasing amount of PMS. The dielectric constant εr, Curie temperature Tc, electromechanical coupling factor kp and piezoelectric constant d33 decrease, whereas the mechanical quality factor Qm and dielectric loss tanδ increase with the increasing amount of PMS in system. The optimum sintering temperature is 1 200-1 250 ℃. It is concluded that the PMS-PZT （x=0.07） ceramics sintered at 1 250 ℃ is suitable for high-power piezoelectric transformer. These properties include εr=674.8, tanδ =0.005 25, kp=0.658, Qm= 1 520, d33=230 pC/N, Tc=275 ℃.     

无铅压电陶瓷及其应用研究

随着社会可持续发展战略的实施和人们环境意识的加强，无铅压电陶瓷及其应用已成为了当前铁电压电材料及其应用研究的热点。本文根据近期国内外有关无铅压电陶瓷的发展，结合本课题组肖定全教授等近年在无铅压电陶瓷的研究，对无铅压电陶瓷的研究进展及应用现状进行了综述，重点介绍了BaTiO3基、Bi1／2Na1／2TiO3基、碱金属铌酸盐基、钨青铜结构和铋层状结构五大体系无铅压电陶瓷的性能、本课题组主要发明的无铅压电陶瓷体系以及BNT基无铅压电陶瓷在滤波器上的应用和发展前景。