Ag2O掺杂对Li0.02(Na0.52K0.48)0.98Nb0.8Ta0.2O3无铅压电陶瓷电性能影响的研究

用传统的固相无压烧结法制备了Li0.02(Na0.52K0.48)0.98Nb0.8T0.2O3-xAg2O(0≤x≤0.1)无铅压电陶瓷,研究了Ag2O掺杂对陶瓷电性能的影响.研究发现,适当掺杂Ag2O能显著提高陶瓷的电性能,在1090℃的烧结温度下,当掺杂量为0.06时,陶瓷的压电性能最佳,d33、Kp、εr、Pr均达到最大(d33=229 pC/N,Kp=55.2％,εr=802,Pr=23 μC/cm2),矫顽场降到最低(Ec=12 kV/cm),应变达到2.0％.但Ag2O的添加使陶瓷的机械品质因数Qm由139.7降到了58.8,使介电损耗tanδ由1.38％增加到了2.7％.     

Sb3+掺杂Li0.02(Na0.53K0.48)0.98Nb0.8Ta0.2O3无铅压电陶瓷的电学性能

用传统的固相反应烧结法制备了Li0.02(Na0.53K0.48)0.98 Nb0.8Ta0.2O3-xSb2O3(LNKNT-xSb2O3)无铅压电陶瓷,研究了Sb3+掺杂对陶瓷晶体结构、显微结构及压电性能的影响.研究结果表明,Sb3+掺杂LNKNT陶瓷属于明显的“软性”掺杂,少量掺杂Sb3+能显著提高陶瓷的烧结及压电性能.当烧结温度为1100℃,掺杂量为2wt％时,LNKNT-0.02Sb陶瓷达到最好的压电性能:d33=193 pC/N,KP=49.5％,εr=779,Pr=16μC/cm2,应变达到2.3％,但机械品质因数QM从110.97降低到了85,介电损耗tanδ从1.66％增加到了2.01％.     

Y2O3掺杂对(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3无铅压电陶瓷性能的影响研究

采用传统固相反应法制备了Y2O3掺杂(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3(简写为BNBT6)陶瓷[简称为BNBT6-x(wt%)Y2O3陶瓷].研究了Y2O3 (0.2wt%～0.8wt%)掺杂对BNBT6陶瓷的结构、介电、压电、铁电性能的影响.结果表明,所有Y2O3掺杂陶瓷样品均形成了单一的钙钛矿结构;陶瓷的介电、压电、铁电性能受Y2O3掺杂的影响较为显著:当掺杂0.4wt%Y2O3时,10 kHz频率下测得的室温εr达到1530,且tanδ较小,为0.050,d33达到152 pC/N,kp=0.27,Qm=134.掺杂0.2wt%的Y2O3时BNBT6陶瓷的d33为145 pC/N,kp增大到0.29,Qm达到173,tanδ为0.053;掺杂适量Y2O3的BNBT6陶瓷铁电性能也得到改善.     

Ce掺杂Na_(0.25)K_(0.25)Bi_(2.5)Nb_2O_9-0.4wt%Cr_2O_3高温无铅压电陶瓷的研究

采用固相法制备了Na0.25K0.25Bi2.5Nb2O9-0.4wt%Cr2O3-xwt%CeO2(x=0.00~1.00)高温无铅压电陶瓷,研究了Ce掺杂对该系列陶瓷微观结构及电性能的影响。结果表明所有样品均为单一的铋层状结构陶瓷,适量的Ce掺杂明显改善了陶瓷的压电与铁电性能,降低了陶瓷的电导率和介电损耗。当掺杂量x=0.50时,样品具有最佳性能:d33=27 pC/N,tanδ=0.09%,kp=7.97%,Qm=2637,Tc=656℃,Ec=46 kV/cm和Pr=4.4μC/cm2,表明该材料在高温领域内具有良好的应用前景。     

La_2O_3掺杂(Bi_(0.5)Na_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)TiO_3陶瓷的介电和压电性能的研究

用固相反应法制备La2O3掺杂的铁电陶瓷(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3(BNBT6)。X射线衍射曲线表明掺杂0-0.6wt%La2O3的BNBT6为钙钛结构。研究了La2O3掺杂对BNBT6陶瓷介电性能和压电性能的影响。结果表明La2O3掺杂量为0.3wt%的BNBT6陶瓷综合性能最佳,其中介电常数为1981.4,介电损耗为0.0625和压电常数为145pc/N。SEM图象表明La2O3掺杂提高了陶瓷的致密度。     

K0.48Li0.02Na0.5(Nb1–xSbx)O3压电陶瓷的制备与性能EI北大核心CSCD

采用微波烧结法制备了锑掺杂改性K0.48Li0.02Na0.5NbO3(KLNN)压电陶瓷,研究了锑掺杂量(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08)对陶瓷的微观结构、表面形貌、介电性能、压电性能和铁电性能的影响。结果表明:在掺杂范围内,各组分的陶瓷样品均形成了单一的钙钛矿结构,结晶良好,晶粒均匀,说明金属锑在KLNN晶格中可以形成均匀固溶体,改善了KLNN基无铅压电陶瓷的微观结构,提高了其压电性能和铁电性能。在x=0.06时,K0.48Li0.02Na0.5(Nb0.94Sb0.06)O3陶瓷样品的Curie温度介电常数峰(εr)、单向电致应变(ε)、压电系数(d33)均达到最大值,分别为εr=5557,ε=0.08%,d33=208 pC/N。     

Na0.5Bi0.5TiO3-Ba0.5Sr0.5Nb2O6无铅压电陶瓷的研究

采用固相法制备了(1-x)(Na0.5Bi0.5)TiO3-xBa0.5Sr0.5Nb2O6(0≤x≤1.0％)(简称(1-x)NBT-xBSN)无铅压电陶瓷,研究了不同BSN含量(x=0,0.1％,0.3％,0.5％,0.7％,1.0％,摩尔分数)样品的物相组成、显微结构及电性能.结果表明:所有样品均为纯钙钛矿结构,随掺杂量x的增加,陶瓷的相对密度pr、压电常数d33和机电耦合系数kp均先增大后降低,机械品质因子Qm和退极化温度Td则逐渐下降.该体系陶瓷具有弥散相变特征,弥散指数介于1.6～1.7.当x=0.5％时,陶瓷获得最佳性能:d33=92pC/N,kp=0.164,Qm=89,εr=650,tanδ=5.47％,pr=96.5％.     

Li2CO3掺杂对0.2PMN-0.8PZT陶瓷的影响

利用铌铁矿预产物合成法,研究不同温度烧结下Li2CO3掺杂对0.2 PMN-0.8PZT压电陶瓷(简称PLC)的相结构和电性能的影响。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)的分析结果表明,掺杂LiCO3的0.2PMN-0.8PZT压电陶瓷经不同温度煅烧后,所有陶瓷样品的相组成均为纯钙钛矿相,并随着烧结温度的升高,PLC的相结构有由四方相向菱方相转变的趋势。通过0.2PMN-0.8PZT压电陶瓷掺杂LiCO3煅烧后的微观形貌、介电常数、压电性能、铁电性能的分析,发现经1200℃烧结的样品的介电和压电性能最佳:介电常数(εr)为38512,室温压电常数(d33)为300 pC/N,剩余极化强度(Pr)为31.3 C/cm2,矫顽电场(Ec)为7.5 kV/cm。     

Nb5+掺杂改性CaBi4Ti4O15压电陶瓷的研究

采用传统固相烧结法,制备了CaBi4Ti(1-x)NbxO1(5x=0.00-0.05,CBT-N)系铋层状结构无铅压电陶瓷。研究了Nb5+掺杂对CBT压电陶瓷压电与介电性能的影响。研究结果表明:添加Nb5+离子,改善了CBT陶瓷的烧结特性,提高了瓷体的致密度。Nb2O5的引入降低了CBT系列陶瓷的介质损耗,改善了陶瓷的压电与介电性能。当掺入量x=0.04(CaBi4Ti0.96Nb0.04O15)时制备的CBT基铋层状压电陶瓷具有优异的压电性能:d33=14pC/N,Qm=3086,εr=212,tanδ=0.0041,kt/kp=1.681。     

BaCu0.5W0.5O3掺杂改性Li0.04Na0.52K0.44Nb0.86Ta0.140Sb0.04O3无铅压电陶瓷

以传统固相法制备了(1-x)Li0.04Na0.52K0.44Nb0.86Ta0.10Sb0.04O3-xBaCu0.5O3[简称(1-x)LF4-xBCW]无铅压电陶瓷,研究了不同BCW掺杂量(x=0%,0.1%,O.2%,O.5%,1%,摩尔分数)对LF4陶瓷的显微结构和电性能的影响.结果表明:引入BCW后,材料仍为钙钛矿结构,当x≥1%时,样品由四方相向正交相转变,出现To-t,Tc则随BCW掺入量的增加向低温区移动.BCW掺杂量对LF4的电性能起到"硬性"掺杂作用,其压电常数d33,平面机电耦合系数kp,介电损耗tan δ和介电常数εr均随着BCW含量的增加而降低,而机械品质因素Qm整体提高.此外,BCW的掺入降低了陶瓷的烧结温度并提高了其密度.     

前驱体制备(1-x)CaTiO3-xCa(Zn1/3Nb2/3)O3陶瓷的微波介电性能

以ZnNb2O6为前驱体,通过固相反应合成了(1-x)CaTiO_3-xCa(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3体系微波介质陶瓷。对固溶体进行了结构与性能测试,研究了体系结构与性能随组份变化规律。结果表明,由于Zn,Nb对Ti的B位取代增大了B-O八面体的倾斜角,从而导致随着Ca(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3含量从0.2增加至0.8,介电常数从109减小为49,Q×f值从8340GHz增至13200GHz,频率温度稳定系数由321ppm/℃降为-18ppm/℃。在x=0.7时获得ε_1≈56,Q×f≈11500GHz,τ_f≈-5ppm/℃的最佳性能。     

聚乙烯亚胺功能化Fe3O4纳米粒子的制备

以油酸包覆的Fe3O4磁性纳米粒子为原料,3,4-二羟苯基丙酸(DHCA)为表面改性剂,四氢呋喃(THF)为溶剂制备出DHCA功能化的Fe3O4纳米粒子。将制备得到的功能化Fe3O4纳米粒子偶联聚乙烯亚胺(PEI),得到稳定分散的聚乙烯亚胺功能化Fe3O4磁性复合纳米粒子。利用FTIR、TEM、VSM、Zeta电位对磁性粒子组分、形貌、粒径、磁学性能和电位性能进行表征。该法简便,反应条件温和,所制备的PEI功能化Fe3O4纳米粒子具有良好的超顺磁性和分散性。     

Processing of 0.55(Ba0.9Ca0.1)TiO3-0.45Ba(Sn0.2Ti0.8)O3 lead-free ceramics with high piezoelectricity

We report a large piezoelectric constant (d₃₃), 720 pC/N and converse piezoelectric constant (d₃₃^*), 2215 pm/V for 0.55(Ba_0.9Ca_0.1)TiO₃-0.45Ba(Sn_0.2Ti_0.8)O₃ ceramics; the biggest value achieved for lead-free piezoceramics so far. The ceramic powders were calcined between 1050°C-1350°C and sintered at 1480°C. The best properties were obtained at a calcination temperature (CT) of 1350°C. The fitting combination of processing and microstructural parameters for example, initial powder particle size >2 µm, ceramics density ~95%, and grain size ~40 µm led to a formation of orthorhombic-tetragonal-pseudo-cubic (O-T-PC) mixed phase boundary near room temperature, supported by Raman spectra, pointed to the extremely high piezoelectric activity. These conditions significantly increase piezoelectric constants, together with high relative permittivity (ε_r) >5000 and a low loss tangent (tan δ) of 0.029. In addition, the d₃₃ value stabilizes in the range of 400-500 pC/N for all samples calcined between 1050°C and 1250°C. The results entail that the (Ba,Ca)(Sn,Ti)O₃ ceramics are strong contenders to be a substitute for lead-based materials for room temperature applications.     

用Y2O3-Al2O3-SiO2钎料进行Si3N4的连接

本文用二种Y2O3-Al2O3-SiO2(YAS)钎料进行Si3N4/Si3N4的连接研究.在20kPaN2,1450℃～1650℃保温15min的实验条件下,Si3N4/Si3N4的接头强度随连接温度的增加先增后降.微观分析表明:接头强度与YAS/Si3N4的界面扩散反应和接头残留玻璃相的厚度有关.     

Effects of cerium on structures and electrical properties of (Nb,Ta) modified Bi4Ti3O12 piezoelectric ceramics

Bi₄Ti₃O₁₂ high-temperature piezoelectric ceramics composed of 0.03 mol (Nb, Ta)⁵⁺ substituting B site and x mol CeO₂ (x = 0–0.05, abbreviated as BCTNT100x) substituting A site were synthesized by the conventional solid-state reaction method. The effects of Ce additive on the structures and electrical properties of resulting Bi₄Ti₃O₁₂-based ceramics were systematically investigated. In-situ temperature-dependent X-ray diffraction (XRD) confirmed that the phase structure of BCTNT100x ceramics change from orthorhombic structure to tetragonal structure as temperature increased. The ceramics at Ce content x = 0.03 illustrated optimal performances with superior piezoelectric constant (d₃₃ = 36.5 pC/N), high Curie temperature (T_C = 649 °C), and large remanent polarization (2P_r = 21.6 μC/cm²). BCTNT3 ceramics also possessed high d₃₃ of 32.5 pC/N at an annealing temperature of 600°C, with electrical resistivity preserved at 10⁶ Ω cm at 500 °C. These results demonstrate that BCTNT100x ceramics can be used as high-temperature piezoelectric devices.     

(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。     

应用于低温共烧陶瓷元件的La2O3-B2O3-TiO2玻璃和BaNd2Ti5O14陶瓷基复合材料

由BaNd2Ti5O14陶瓷和无铅稀土硼玻璃(LBT)合成的玻璃陶瓷复合材料可以用于制备低温共烧陶瓷元器件(LTCC).本研究对这种玻璃陶瓷复合材料进行了检测,并分析探讨了它的相对密度、收缩率和微波介电特性(εr,Q×f0).低温烧结体呈现出可应用的特性,即相对密度高,超过85%,介电常数εr为13～20,Q×f0为2000～10000.结果显示,这种复合材料在制备高频低温共烧陶瓷元器件方面有很好的应用前景.     

Ba(Mg1/3Nb2/3)O3-Mg4Nb2O9复相陶瓷微波介电性能研究

采用传统固相法制备了(1?x)Ba(Mg1/3Nb2/3)O3?xMg4Nb2O9 [(1?x)BMN?xM4N2,x = 0.003 ~ 0.125] 微波介质陶瓷,研究了相结构、烧结性能与介电性能随 x 的变化规律。结果表明： BMN 与 M4N2 可以两相共存,且二者间存在有限固溶,BMN 的烧结温度及高温稳定性有所降 低。随着 x 的增大,介电常数 εr和谐振频率温度系数 τf逐渐减小,Q × f 值的变化易受到 BMN 有序参数 S 的影响,高度 1:2 有序的 x = 0.026 陶瓷获得了最大 Q × f 值 125000 GHz。综合来看, 在 1320°C 下保温 4 h 烧结的 x = 0.125 样品表现出最佳的微波介电性能：εr = 26.6,Q × f = 111000 GHz,τf = 5 ppm/ºC。