从发明专利看无铅压电陶瓷的研究与发展——无铅压电陶瓷20年发明专利分析之一

无铅压电陶瓷的研究与开发已引起世界各国的高度重视。本文综合分析了近20年无铅压电陶瓷发明专利约140篇。从发明专利角度评述了无铅压电陶瓷的研究与发展现状，简要介绍了目前受到广泛研究的BaTiO3(BT)基无铅压电陶瓷、Bi1/2Na1/2TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷、铋层状结构无铅压电陶瓷及铌酸盐系无铅压电陶瓷，并侧重介绍这些无铅压电陶瓷的组分、性能和制备方法。从无铅压电陶瓷发明专利的进展可以看出，在过去20年中，为促进人类社会的可持续发展，无铅压电陶瓷得到了广泛的研究和开发，并取得重要进展。     

从发明专利看无铅压电陶瓷的研究与发展--无铅压电陶瓷2O年发明专利分析之一

无铅压电陶瓷的研究与开发已引起世界各国的高度重视.本文综合分析了近20年无铅压电陶瓷发明专利约140篇,从发明专利角度评述了无铅压电陶瓷的研究与发展现状,简要介绍了目前受到广泛研究的BaTiO3(BT)基无铅压电陶瓷、Bi1/2Na1/2TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷、铋层状结构无铅压电陶瓷及铌酸盐系无铅压电陶瓷,并侧重介绍这些无铅压电陶瓷的组分、性能和制备方法.从无铅压电陶瓷发明专利的进展可以看出,在过去20年中,为促进人类社会的可持续发展,无铅压电陶瓷得到了广泛的研究和开发,并取得重要进展.     

铌酸钠钾基无铅压电陶瓷制备技术新进展

碱金属铌酸盐系无铅压电陶瓷以其优越的压电性能和较高居里温度倍受关注.结合目前有关KNbO3-NaNbO3(KNN)基无铅压电陶瓷的报道,综述了近年来铌酸钠钾基无铅压电陶瓷在粉体制备、陶瓷的成型、烧结以及晶粒取向等制备技术研究的新进展,并从不同方面展望了今后铌酸钠钾基无铅压电陶瓷性能研究及其制备技术上可能的进展.     

KNN基无铅压电陶瓷组分设计与相界构建研究进展

碱金属铌酸盐(KNN)系无铅压电陶瓷因其优异的压电介电性能,尤其是以准同型相界(MPB)或多晶型相界(PPB)附近优越的压电性能受到极为深入和广泛的研究。结合近年相关文献报导,综述了KNN基无铅压电陶瓷的组分设计和相界构建与性能调控的最新研究进展;概括总结了相界构建与组分的依赖关系;阐述了组分设计和相界构建在无铅压电陶瓷研究领域中的重要意义;分析并展望了相界构建在无铅压电陶瓷中的研究前景。     

铌酸钠钾基无铅压电陶瓷制备技术的比较研究

铌酸钠钾(KNN)基无铅压电陶瓷是目前世界范围内压电铁电材料研究的热点.要是KNN基无铅压电陶瓷得到实际应用,除需开展材料的配方设计研究外,需要针对铌酸盐压电陶瓷的制备技术开展研究,还需要针对该体系陶瓷完成从实验室的试验研究到企业生产的中试技术研究.本文根据在压电铁电材料与器件生产单位开展KNN基无铅压电陶瓷采用的具体两个配方,结合材料在实验中遇到的相关技术难题,对比传统铅基压电陶瓷材料的制备工艺,对KNN基无铅压电陶瓷的制备技术中各工艺(包括称料、混合、预烧、成型、烧结)开展了比较研究,提出了对相关工艺技术进行改进的建议.     

铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的相变特性和掺杂改性研究进展

人类社会可持续发展的要求以及一些发达国家有关电子产品无铅化法规的全面实施,近年来无铅压电陶瓷的研究与开发受到极大关注.碱金属铌酸盐系压电陶瓷以其优越的压电性能和较高居里温度受到人们高度重视.结合近年有关KNbO3-NaNbO3(KNN)基无铅压电陶瓷的报道,着重从KNN基压电陶瓷的相变特性、掺杂改性和引入第三组元等几个方面,介绍了相关研究的现状,并对KNN基压电陶瓷的发展趋势进行了展望.     

BNT基无铅压电陶瓷的研究与进展--无铅压电陶瓷20年发明专利分析之二

Bi0．5Na0．5TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷是目前研究最广泛、最具吸引力的无铅压电陶瓷体系。本文分析了BNT基无铅压电陶瓷近20年的发明专利，着重讨论了相关体系的压电铁电性能，并展望了BNT基压电陶瓷今后的发展趋势。     

具有新型准同型相界的多元系无铅压电陶瓷的研究

汲取了锆钛酸铅材料在改性工艺中采用多元体系的工艺途径的经验,开发具有新型准同型相界的碱金属铌(钽和锑)酸盐为基的无铅压电组成。考虑到新型无铅压电陶瓷的开发在很大程度上受制于同时具有高居里点和四方结构的铁电相的有限选择的事实,在碱金属铌(钽和锑)酸盐的基础上添加另一铁电组元,从而形成具有新的准同型相界的多元系的高性能的无铅压电组成。研究了这些新的固溶体系的烧结特性,电性能的组成依赖性,成功地制备了具有自主知识产权的高性能的无铅压电新组成。     

高压电性和织构化无铅压电陶瓷的最新研究进展

近年来,性能优异的无铅压电陶瓷因其环境协调性好、污染小而再度成为研究热点.结合近2年来国内外无铅压电陶瓷的研究现状,主要从陶瓷的制备技术方面综述了目前性能最优的BaTiO3和铌酸盐基织构化无铅压电陶瓷的研究进展.重点介绍了制备压电陶瓷的2种新技术,即工程畴形技术(EDC)和局部化学微晶转化法(TMC).针对现今无铅压电陶瓷的种种不足,对今后压电陶瓷的研究方向作了展望.     

LiNbO3基无铅压电陶瓷的研究与进展

LiNbO3基无铅压电陶瓷近年来受到各国学者的关注．已成为继BNT之后的又一重要的无铅压电陶瓷研究体系。本文结合近年来有关LiNbO3基无铅压电陶瓷的研究论文及近20年的发明专利公报,归纳和分析了LiNbO3基无铅压电陶瓷的研究开发进展,着重介绍了LiNbO3基无铅压电陶瓷的主要体系及制备方法、压电铁电性能,并对LiNbO3基无铅压电陶瓷今后的研究和发展提出一些建议。     

铌酸锶钡陶瓷材料的研究进展

在无铅陶瓷研究领域,铌酸锶钡体系陶瓷材料日益受到人们的关注.介绍了钨青铜型铌酸锶钡陶瓷的晶体结构,着重讨论了结构、组成和制备工艺对陶瓷性能的影响,并对铌酸锶钡陶瓷的发展进行了展望.     

Investigation on the composition design and properties study of perovskite lead-free piezoelectric ceramics

Lead-free piezoelectric ceramics can be divided into perovskite, tungsten bronze, and bismuth layered structure ceramics. In recent years, the authors’ group concentrates the researches on the composition design and the properties study of perovskite lead-free piezoelectric ceramics, especially on the (Bi_1/2Na_1/2)TiO₃ (BNT)- and K_1/2Na_1/2NbO₃ (KNN)-based ceramics. All the ceramics were prepared by the conventional ceramic technique. In this paper, the main results obtained are reviewed with emphasis on KNN-based ceramics, including (1) the design on new BNT-based ceramics based on the multiple complex in the A-site of ABO₃ compounds; (2) the design of KNN-based ceramics focused on the effects of Ag ion substitution, K/Na ratio, and LiSbO₃ on KNN-based ceramics; (3) the effects of doping on the properties of BNT- and KNN-based ceramics; and (4) the temperature stability of BNT- and KNN-based ceramics. And some prospects to be resolved in coming years from the viewpoint of the applications of the perovskite lead-free piezoelectric ceramics are also pointed out.     

铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的制备和掺杂改性研究进展

结合目前有关铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的研究,综述了近年来铌酸钾钠基无铅压电陶瓷在粉体制备、陶瓷的成型、烧结以及陶瓷的织构化特别是反应模板晶粒取向等制备技术上研究的新进展,并比较分析了NNK、NNK-LN、NNK-LT-LS等不同的掺杂改性体系在压电性能上的差异和改进.结果显示,改进后的铌酸钾钠基无铅压电陶瓷致密度高,在压电、介电等性能上均有大幅度的提高,并且出现较宽的准同型相界.最后从不同方面展望了今后铌酸钾钠基无铅压电陶瓷在性能改进上的研究趋势及其制备技术上可能的进展.     

应力对压电陶瓷驱动器位移性能的影响

在研制由钨青铜型压电陶瓷分立驱动器组装成特种圆环状压电驱动器中,发现组装后横向位移模圆环驱动器的位移量呈现异常的变化;它的位移量比分立器件的增加可达～３０％．对组成、器件制备等进行了大量实验,分析认为;分立器件在组装后处于严重的压应力中,它对逆压电效应的影响是上述结果的原因．它的主要机制是在压应力下通过９０°畴重新取向或钨青铜结构中基本组元－氧八面体的畸变使自发极化偏离于原压应力方向,一旦施加电场则造成位移量的大大增加．     

高性能钛酸钡基无铅压电陶瓷物理机制的研究进展

如何提高无铅压电陶瓷的压电性能是当前国内外压电铁电材料研究的前沿和热点之一。在归纳和分析锆钛酸铅陶瓷高性能起因的基础上,结合近年有关高性能钛酸钡基无铅压电陶瓷的报道,着重对钛酸钡基陶瓷高压电性能的物理机制的研发进展进行评价,以期为高性能无铅压电陶瓷材料的设计和开发提供依据。     

(NaBi)0.5TiO3基无铅压电陶瓷研究进展

综述了钙钛矿结构（NaBi）0.5TiO3基无铅压电陶瓷的研究现状.评价了（NaBi）0.5TiO3基无铅压电陶瓷的三种改性方法：氧化物掺杂改性、固溶体改性和工艺改性.研究表明：几种方法复合改性效果更佳,无铅压电织构陶瓷压电性能远远优于传统工艺制备的无铅压电陶瓷.     

Effect of sintering condition on microstructure and dielectric properties of BSTN composite ceramics

The effect of sintering condition on the phase composition, microstructure and dielectric properties of barium strontium titanate niobate (BSTN) composite ceramics, in which the perovskite phase and the tungsten bronze phase coexisted, was investigated by XRD, SEM and LCZ Meter. The results show that more Sr²⁺ ions dissolved from the grain boundaries into the crystal lattice of the pervoskite phase and the tungsten bronze phase, especially, into the lattice of the pervoskite phase with the increasing of sintering temperature and sintering time, respectively. So the Curie temperature point decreases with the increasing of sintering temperature. The crystal growth rate of the tungsten bronze phase is higher than that of the perovskite phase in BSTN composite ceramics as the sintering temperature increases. The reasonable sintering temperature is about 1275 °C for BSTN composite ceramics. The activation energy to setting up polarization in BSTN composite ceramics increases with the increase of the applied frequency.     

RTGG法制备(Na_(0.84)K_(0.16))_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3无铅压电织构陶瓷的研究

以NaCl-KCl熔盐法制备出了片状的Bi4Ti3O12微晶模板,选用此模板分别采用干法和湿法流延工艺结合RTGG技术制备了(Na0.84K0.16)0.5Bi0.5TiO3无铅压电织构陶瓷。研究了不同工艺条件下获得的织构陶瓷烧结行为、织构度、显微组织结构和电性能的变化规律。结果表明,(Na0.84K0.16)0.5Bi0.5TiO3织构陶瓷的烧成温度范围只有10~20℃,其介电性能、压电性能呈现明显的各向异性,沿垂直于流延方向织构陶瓷的各种电学性能均明显优于平行于流延方向的电学性能,两种流延方法在1150℃烧结所得的(Na0.84K0.16)0.5Bi0.5TiO3织构陶瓷在显微组织结构和电性能方面均表现出最强的各向异性,该织构陶瓷的压电常数d33=134pC/N。