压电马达用压电陶瓷的研究

采用传统的电子陶瓷工艺制备了高性能四元系压电陶瓷 (PZN- PMS- PZT- r Mn O2 )。考察了不同剂量的锰掺杂对压电陶瓷的介电性能和压电性能的影响 ,即室温介电常数 ε、介电损耗 tanδ、居里温度 Tc、机电耦合系数 kp、压电常数 d33和机械品质因数 Qm。随着 Mn含量的增加 ,ε和 tanδ均减小 ;由于内偏置场的影响 ,居里温度 Tc随锰含量的增加而增加。kp 和 d33随 Mn含量的增加而减小 ;而 Qm 表现出较复杂的变化规律 ,随 Mn含量的增加 Qm先增加 ,当 r=0 .2 %时 ,达到最大值 10 0 0 ,当 r>0 .2 %时 ,Qm 下降。实验结果表明 :当 r=0 .2 %的锰掺杂压电陶瓷比较适合制作压电马达 ,其压电性能为 ε=12 0 0、tanδ=0 .0 0 4、Tc=349°C、kp=0 .6 0、d33=380 p C/ N和 Qm=10 0 0     

Sb_2O_3掺杂Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_0.20(Zr_(0.50)Ti_(0.50))_(0.80)O_3-0.5%MnO_2压电陶瓷性能

采用二步合成法制备了掺杂z%Sb_2O_3的Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_0.20(Zr_(0.50)Ti_(0.50))_(0.80)O_3-0.5%MnO_2(PZNTM)压电陶瓷(Sb_2O_3的质量分数为z=0、0.1、0.3、0.5、 0.7、0.9).探讨了不同剂量Sb_2O_3掺杂对陶瓷试样的相结构和机电性能的影响.结果表明,在1 150 ℃下烧结3 h,得到处在准同型相界附近的纯钙钛矿结构的陶瓷;随着Sb_2O_3掺杂量的增加,试样的压电常数d_(33)和机电耦合系数k_p先增大后减小,而介电损耗tan δ持续上升,机械品质因数Q_m则持续下降.当z＝0.3时,压电陶瓷的性能得到优化,d_(33)和k_p均达到最大值,分别为302 pC/N和0.60,而tan δ较小、Q_m较大,分别为0.006和880.     

锂掺杂对K0.5Na0.5NbO3无铅压电陶瓷电性能的影响

采用固相法制备了Li掺杂K0.5Na0.5NbO3无铅压电陶瓷,即K0.5Na0.5NbO3+x/2%Li2CO3(KNN-xL)。研究了不同Li摩尔分数(x分别为0,0.25,0.50,0.75,1.00,1.50)样品的物相组成、显微结构及电性能。结果表明,室温下所有样品都具有正交相的钙钛矿结构。随着Li摩尔分数的增加,样品的压电常数d33、平面机电耦合系数kp、机械品质因数Qm及密度ρ都先升高后降低,介电损耗tanδ普遍比未掺杂的低,当x=0.5时综合性能达到最优,即d33=122pC/N,kp=41%,Qm=115,εr=548,tanδ=0.022,ρ=4.32g/cm3。另外正交到四方相变温度逐渐降低,居里温度逐渐升高。     

2009年《军医进修学院学报》优秀论文

采用传统固相反应法合成(1-(x))(0.1BiYbO3-0.9PbTiO3)-(x)PbZrO3 (BYPT-PZ)压电陶瓷,研究了PbZrO3含量对0.1BiYbO3-0.9PbTiO3(BYPT)压电陶瓷的相结构及电性能的影响规律.结果表明,PbZrO3的添加可有效抑制焦绿石相Yb2Ti2O7的生成,BYPT-PZ陶瓷由钙钛矿相和ZrO2相组成,随PbZrO2含量的增加,介电常数εr、压电常数d33、机电耦合系数kp不断增加,居里温度Tc、机械品质因数Qm、介电损耗tanδ不断减小.当(x)(PbZrO3)=0.45时材料性能最佳,d33=223 pC/N,Tc=390℃,εr=1 265,kp=0.42,剩余极化强度Pr=20μC/cm2,矫顽场强Ec=2.4 KV/mm.     

PMSZT压电陶瓷的镍掺杂改性研究

探讨了Ni2O3掺杂对Pb(Mn1/3Sb2/3)0.05Zr0.47Ti0.48O3(PMSZT)材料相组成、显微结构、电性能及温度稳定性的影响。结果发现,合成温度900℃时可以得到钙钛矿结构。随着掺杂量的增大,四方相的含量减少,准同型相界向三方相移动,且居里温度增加。掺杂w(Ni2O3)=0.05%时,rε、d33、kp和Qm达到最佳值:rε=1 780、tanδ=0.003 5、d33=375 pC/N、kp=0.665、Qm=2 580。谐振频率变化率随温度变化由正到负。体系适于大功率陶瓷材料的应用。     

SiO2对低温烧结PMSZT压电陶瓷性能的影响

探讨了低温烧结时SiO2掺杂对锑锰锆钛酸铅Pb(Mn1/3Sb2/3)0.05Zr0.47Ti0.48O3(PMSZT)压电陶瓷性能的影响,通过X-射线衍射及扫描电镜分析Pb(Mn1/3Sb2/3)0.05Zr0.47Ti0.48O3 w(SiO2)(w=0.05%~0.30%,质量分数)陶瓷的相组成和显微结构。结果表明,合成温度900℃时,可得到钙钛矿结构。w(SiO2)不同时PMSZT试样均为四方相和三方相共存,随着w(SiO2)的增加,三方相在准同型相界中的比例略有增加。当w(SiO2)=0.10%时,得到电性能优良的压电陶瓷,相对介电常数3Tε3/0ε=1 290,介质损耗tanδ=0.4%,压电常数d33=264 pC/N,机电耦合系数kp=0.59,机械品质因数Qm=3 113。SiO2的加入使PMSZT陶瓷的居里温度降低,谐振频率随温度的变化几乎都是正。     

Co_2O_3掺杂对BCTZ无铅压电陶瓷的性能影响

采用固相法制备了(Ba0.85Ca0.15)(Ti0.92Zr0.08)O3-x%Co2O3(BCTZ-xCo,x=0¹.4)无铅压电陶瓷。研究了不同Co掺杂量对该陶瓷的显微结构、介电性能及压电性能的影响。结果表明,所有样品均具有单一的钙钛矿结构,随Co2O3含量的增加,晶粒尺寸逐渐细化减小,介电常数εr、压电常数d33、平面机电耦合系数kp均呈下降趋势。机械品质因数Qm显著增大,当x=0.7时,具有最佳的综合电性能,其中d33=392pC/N,kp=46.0%,Qm=435,介电损耗tanδ=0.62%,表明BCTZ-xCo陶瓷材料是一种具有应用前景的无铅压电材料。     

PNW对PMS-PZT压电陶瓷结构和性能的影响

采用传统陶瓷工艺制备了PNW-PMS-PZT四元系压电陶瓷,分析了陶瓷样品的相结构组成,结果表明所有陶瓷样品的相结构为纯钙钛矿相结构;随着PNW含量的增加,陶瓷晶粒逐渐长大;研究了室温下PNW含量对介电性能和压电性能的影响,实验表明,随着PNW含量的增加,介电常数rε、机电耦合系数kp和压电常数d33先增加,PNW含量为0.02 mol时分别达到最大值,然后降低;随着PNW含量的增加,介电损耗tanδ一直增加,机械品质因数Qm和居里温度TC始终降低。PNW含量为0.02 mol的压电陶瓷适合制作大功率压电陶瓷变压器。其性能为:rε=2 138,tanδ=0.005 8,kp=0.61,Qm=1 275,d33=380 pC/N和TC=205℃。     

BiYbO3掺杂对KNN LS压电陶瓷微结构与电性能的影响

采用传统陶瓷烧结工艺,制备了BiYbO3掺杂的xBiYbO3-0.95(K05Na0.5)NbO3-0.05LiSbO3(xBY-KNN-LS)(x=0～0.002,摩尔分数)无铅压电陶瓷.研究了BiYbO3掺杂对陶瓷相结构、显微组织和电性能的影响.结果表明,随着BiYbO3掺杂含量的增加,晶粒变细,居里点逐步向低温方向移动,压电性能先增加后降低,介电损耗tan δ先增加后减小.在0≤x≤0.001 5的范围内,存在斜方相与四方相共存的准同型相界,当x=0.1％时得到最佳电性能:压电常数d33=245 pC/N,机电耦合系数kp=44.75％,居里温度Tc =365℃,tan δ=4.5％.     

SiO_2掺杂低温烧结PMMNS压电陶瓷的结构和性能

采用固相二步合成法制备SiO2掺杂Pb(Mg1/3Nb2/3)0.05(Mn1/3Nb2/3)0.04(Mn1/3Sb2/3)0.01Zr0.45Ti0.45O3(PMMNS)压电陶瓷,探讨了不同SiO2掺杂量对陶瓷样品的相结构和机电性能的影响。结果表明:在烧结温度为980℃时,可以得到纯钙钛矿结构PMMNS陶瓷。SiO2的加入,明显降低了PMMNS陶瓷的烧结温度。当SiO2的掺杂量为质量分数0.10%时,所得性能最佳:kp=0.51,d33=323pC/N,Qm=1475,tanδ=0.0038和εr=1762。     

铅镁锰锑铌多元系压电陶瓷材料

采用先驱体法制备了Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))_A(Mn_(1/3)Nb_2/3))_B(Mm_(1/3)Sb_(2/3))_CZr_DTi_EO_3(PMMSN)铅镁锰锑铌多元系中温压电陶瓷材料。从XRD图谱可以看出,先驱体法容易消除焦绿石相,得到单相钙钛矿材料。实验结果表明,先驱体法制成样品的烧成温度较低,压电和介电性能优良。1100℃烧结样品的性能参数:Qm为2060,k_p为0.55,ε_r为1200,d_(33)为293 pC/N,tgδ为0.45×10~(-2),可用于压电变压器、超声换能器和压电马达等功率型器件。     

复合先驱体法制备铅镁锰锑铌系压电陶瓷材料

采用复合先驱体法制备了Pb(Mg1/3Nb2/3)a(Mn1/3Nb2/3)b(Mn1/3Sb2/3)cZrdTieO3(PMMSN) 铅镁锰锑铌多元系中温烧结压电陶瓷材料。结果表明,相同合成条件下,三组元复合先驱体法和六组元复合先驱体法比四组元复合先驱体法制得样品的钙钛矿相含量更高,在700℃即可得到单纯钙钛矿相材料,且复合先驱体法具有比单一先驱体法(二组元)工艺更加简单、成本更加低廉的优势。性能测试结果表明,三组元复合先驱体法制成样品的性能最佳。1 100℃烧结样品的性能参数:Qm为1 916,kp为0.56,r为1 349,d33为326,tg为0.43?02,可以满足超声马达和压电变压器等应用方面的要求。     

xPb(Y_(1/2)Nb_(1/2))O_3-(1-x)Pb(Zr_(1/2)Ti_(1/2))O_3铁电陶瓷性能研究

系统地研究了 x Pb(Y1 / 2 Nb1 / 2 ) O3- (1- x) Pb(Zr1 / 2 Ti1 / 2 ) O3三元系铁电陶瓷材料 ,测量并计算了不同组分时的压电常数 (d33 )、介电常数 (εT3 3/ ε0 )、机电耦合系数 (kp、k31 )、以及弹性柔顺系数 (s E1 1 、s E1 2 、s E3 3 ) ,对 0 .0 7Pb(Y1 / 2Nb1 / 2 ) O3- 0 .93Pb(Zr1 / 2 Ti1 / 2 ) O3材料 ,d33 为 32 7× 10 - 1 2 C/ N,介电常数 εT3 3/ ε0 为 135 0 ,机电耦合系数 kp 大于 0 .6 ,弹性常数 SE1 1 和 SE3 3 均大于 17× 10 - 1 2 m2 / N。实现发现 ,当 x大于 0 .5 5时 ,x Pb(Y1 / 2 Nb1 / 2 ) O3- (1- x) Pb(Zr1 / 2 Ti1 / 2 ) O3不再是铁电材料     

MgF_2·SrF_2掺杂PZN－BT陶瓷

适量掺入ＭｇＦ_２·ＳｒＦ_２有效地降低了０．８５ＰＺＮ（Ｐｂ（Ｚｎ_（１／３）Ｎｂ_（２／３））Ｏ_３）－０．１５ＢＴ（ＢａＴｉＯ_３）材料的烧结温度并得到了介电常数－温度特性接近于Ｘ７Ｒ特性标准的瓷料。在很宽的温度范围内出现了双介电常数峰。这种现象可从材料的纳米结构出发，用超顺电态的概念来描述。     

钛酸锆-铌酸镁系高频介质陶瓷的制备及介电性能的研究

采用固相反应的方法制备粉料,合成了一种新型的(Zr1/2Ti1/2)1x(Nb2/3Mg1/3)xO2 (x=0.05～0.30)高频介质陶瓷。XRD分析确定粉料为单相,其晶相为ZrTiO4结构。瓷片在1 430～1 470℃之间烧结。讨论了收缩率与烧结温度的关系以及介电性能随烧结温度的变化,探讨了不同配比对材料电性能的影响,确定出最佳烧结温度为1 460℃。在1 MHz下测试了材料的介电常数及损耗。相对介电常数在26～34之间。配比为x=0.25的材料,品质因数可达到1×104。     

新型无铅压电陶瓷NBT-NBSN的研究

采用传统陶瓷制备方法,制备出一种钙钛矿结构无铅新压电陶瓷材料(1-x)(Na1/2Bi1/2)TiO3-x(Na1/2Bi1/2)(Sb1/2Nb1/2)O3(x=0~1.4%,摩尔分数)。研究了(Na1/2Bi1/2)TiO3(NBT)陶瓷B位复合离子(Sb1/2Nb1/2)4 取代对介电和压电性能的影响。X-射线衍射分析表明,所研究的组成均能形成纯钙钛矿(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,不同频率下陶瓷材料的介电常数-温度曲线显示该体系材料具有明显的弛豫铁电体特征。检测了不同组成陶瓷的压电性能,发现材料的压电常数d33、厚度机电耦合系数kt和介电常数rε随着x值的增加先增加后降低,在x=0.8%时,陶瓷的d33=97 pC/N,kt=0.50,为所研究组成中的最大值,介电损耗tanδ则随x值的增加而增加。     

xPb（Y1／2Nb1／2）O3—yPbTiO3—zPbZrO3压电陶瓷的研究

对ｘＰｂ（Ｙ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３－ｙＰｂＴｉＯ３－ｚＰｂＺｒＯ３三元系陶瓷材料进行了研究,对其压电与介电性能进行了测量,发现该三元系材料在ｘ＝０．２～０．５,ｙ＝０．４３～０．４６,ｚ＝０．５５～０．５８,具有优异的压电性能,在该范围内,陶瓷材料的居里点在４００℃以上,实验表明该材料是一种具有良好应用前景的压电材料。     

(Na_(1/2)Bi_(1/2))TiO_3-SrTiO_3无铅压电陶瓷的介电、压电性能

研究了 (Na1 / 2 Bi1 / 2 ) Ti O3- Sr Ti O3二元系无铅压电陶瓷的介电、压电性性。Sr2 的引入对 NBT材料的常温介电系数、铁电相与反铁电相转变温度 TF A(180°C)以及居里温度 TC(30 0°C)的影响都不大 ,但却较大幅度地降低了 NBT材料的高矫顽场 ,从而使极化相对容易。(Na1 / 2 Bi1 / 2 ) Ti O3- Sr Ti O3二元系的压电性能参数 d33和 kt分别达到 10 0 p C/N和 0 .45     

低损耗、高Qm值Pb（Nb2／3Mn1／3）O3—Pb（Sb2／3Mn1／3）O3—PZT材料

研究了组分变化及掺杂对四元系Pb(Nb2/3Mn1/3)O3-Pb(Sb2/3Mn1/3）O3－PZT压电材料性能的影响,发现Zr/Ti比值在准同型相界附近该材料有最大的压电常数d33,而机械品质因数Qm值较小;Zr/Ti比偏离该相界时则机械品质因数Qm升高,相应的压电常数d33减小。通过改变Pb(Nb2/3Mn1/3)O3、Pb(Sb2/3Mn1/3)O3两组分的含量及掺入Sr、Ce等杂质,获得的材料介电损耗为0.14%,机械品质因数为2341,压电常数为216pC/N。