Hg（C4H8N2S）3Cl2晶体压电系数的测量

本文测量了Hg(C_4H_8N_2S)_3Cl_2晶体的压电系数,结果为:d_(33)=3.2,d_(31)=-0.2, d_(22)=2.9,d_(15)=3.3×10~(-12)C/N.     

干涉法测量^α—LiIO3晶体的压电系数

在电场频率为1kHz的情况下,用干涉法测量了α-LiIO_3晶体的全部压电系数,其结果为:d_(33)=25.3,d_(31)=-6.3,d_(14)=3.4,d_(15)=44.5×10~(-12)C/N。     

干涉法测量Zn(SCN)_2·2H_2O晶体的压电系数和电光系数

用干涉法首次测量了Zn(SCN)_2·2H_2O晶体的全部压电系数和电光系数。结果为:d_(14)=-8.8,d_(25)=-15.8,d_(36)=1.2(×10~(-12)C/N);γ41=4.5,γ52=6.4,γ63=0.8(×10~(-12)m/V)。     

光折变晶体Sr_(0.6)Ba_(0.4)Nb_2O_6压电系数和电光系数的测量

要用干涉法测最了光折变晶体Sr_(0.6)Ba_(0.4)Nb_2O_6的压电系数和电光系数,结果为 d_(33)=108.9,d_(31)=-20.8,d_(15)=59.5×10~(-12)C/N;γ_(33)=184.2,γ_(13)=21.2,γ_(51)=-18.6×10~(-12)M/V。     

Zn/Li掺杂PZT-PZN-PNN压电陶瓷的研究

采用传统固相合成法制备了Zn/Li掺杂的0.83Pb(Zr_1/_2Ti_1/_2)O_3-0.11Pb(Zn_1/_3Nb_2/_3)O_3-0.06Pb(Ni_1/_3Nb_(2/3))O_3(PZT-PZN-PNN)压电陶瓷,研究了不同含量的Zn/Li添加量对陶瓷的相结构、显微组织和电性能的影响。结果表明,随着Zn/Li掺杂量的增加,相结构由三方相向四方相转变;介电常数ε_r、压电常数d_(33)和机电耦合系数k_p均先增大后减小,而介电损耗tanδ和机械品质因数Q_m呈先减小后增大的趋势;当添加质量分数w(Zn/Li)=1%时,该压电陶瓷的综合性能最佳,即d_(33)=513pC/N,k_p=0.635,ε_r=1 694,tanδ=0.023 5。该材料有望用于制造低温共烧的叠层压电器件。     

压电陶瓷压电应变常数d33的测试方法的研究

压电应变常数d_(33)是压电陶瓷的重要性能参数之一.为了寻找一种在不同要求条件下的最合适的d_(33)测试方法.本文调研了几种测量方法,并将它们作了比较.     

铌酸钾单晶的非线性光特性

以YAG:Nd激光器详细研究了KNbO_3单晶的非线性光特性。测量了若干激光波长下的折射率。以Maker干涉法测量了单晶在室温下的非线性系数,结果如下:相对于石英的d_(11)而言,d_(31)=35,d_(32)=40,d_(33)=61。这些数值与铌酸钡钠(BNN)极为接近。测量了d_(ij)系数与温度的关系。确定了单晶临界和非临界相匹配条件。在室温下d_(31)和d_(32)系数均可达到临界相匹配。相匹配角的观测值与从折射率的计算值很一致。     

Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3陶瓷的电致伸缩系数

本文在温度为-110— 100℃间,用应变仪、压电谐振和干涉技术三种方法精确地测定了Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3陶瓷的电致伸缩系数Q_(33)和Q_(13).电极化强度与诱生应变之间甚至在铁电相和顺电相中都保持二次方关系.电致伸缩系数Q_(33)=2.3(±0.2)×10~(-2)m~4C~(-2)和Q_(13)=-0.64 (±0.05)×10~(-2)m~4C~(-2),该值几乎与温度无关.也测得了室温时场诱压电系数d_(33)和d_(31)随多流偏压的变化.d_(33)/ε_3和d_(31)/ε_ 3的值与诱生电极化强度成正比.从斜率计算的电致伸缩系数和用应变仪测到的完全一致.     

钙钛矿型高性能高温压电陶瓷新材料研究

钙钛矿结构BiFeO_3-BaTiO_3固溶体是一种可能的高温、无铅铁电压电陶瓷材料体系。长期以来,低直流电阻、高介电损耗制约了它的电学性能实验测量和工程应用。本文通过添加Bi(Zn_(1/2)Ti_(1/2))O_3钙钛矿氧化物第三组元、锰掺杂和工艺条件优化,采用改进的固相反应电子陶瓷工艺,制备了具有工程应用需求的低介电损耗的多种组分BiFeO_3-Bi(Zn_(1/2)Ti_(1/2))O_3-BaTiO_(3 )(BF-BZT-BT)三元固溶体陶瓷材料。X射线衍射测量表明它们形成了单一的三方钙钛矿相,耐压测量表明它们在120℃高温击穿场强大于8×10~(3 )V/mm。其中,摩尔分数0.8%Mn掺杂0.74BF-0.04BZT-0.22BT铁电陶瓷的压电性能为:d_(33)=78 pC/N,ε_(33)T/ε_0=254,tanδ=0.008,T_C=630℃,压电响应是目前商用钛酸铋系压电陶瓷K-15的4.2倍;摩尔分数0.7%Mn掺杂0.69BF-0.04BZT-0.27BT陶瓷的压电性能为:d_(33)=130 pC/N,ε_(33)T/ε_0=542,tanδ=0.025,T_C约510℃,压电响应是目前商用偏铌酸铅压电陶瓷K-81的1.5倍。     

Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3-Ba(Al_(0.5)Sb_(0.5))O_3陶瓷的压电、铁电特性及场致应变效应

用普通陶瓷工艺制备了(1–x)Bi_(0.5)Na_(0.5)Ti O_3-x Ba(Al_(0.5)Sb_(0.5))O_3(x=0.03~0.05)压电陶瓷,研究了Ba(Al_(0.5)Sb_(0.5))O_3含量对Bi_(0.5)Na_(0.5)Ti O_3(BNT)压电陶瓷的介电、压电、铁电和场致应变效应的影响。研究表明,随着第二组元Ba(Al_(0.5)Sb_(0.5))O_3含量的增加,该陶瓷经历了从极性态的铁电相向非极性态的非铁电相的转变。在x=0.035组分处,多相共存导致样品具有最大的压电常数d_(33)=99 p C/N,最大的应变S_(max)=0.27%,机电耦合系数k_p=20.1%,k_t=30.4%,等效压电常数d~*_(33)=386 pm/V。     

复合离子(NaCe)取代SrBi4Ti4O15陶瓷的介电、铁电、压电特性研究

利用普通陶瓷工艺制备了A位复合离子(NaCe)取代的Sr_(1-)_x(NaCe)_x_(/2)Bi_4Ti_4O_(15)(x=0.00～0.20)压电陶瓷,研究了(NaCe)对SrBi_4Ti_4O_(15)(SBT)陶瓷的介电、铁电和压电特性的影响。研究表明,复合离子(NaCe)的取代降低了SBT陶瓷的介电损耗tanδ,降低了SBT陶瓷的矫顽电场E_c,提高了SBT陶瓷的压电系数d_(33)。纯的SBT压电陶瓷的矫顽场E_c=94 kV/cm,复合离子(NaCe)取代的SBT-NaCe(x=0.10)陶瓷的矫顽场E_c=70 kV/cm。随着复合离子(NaCe)含量的增加,SBT的压电性能先增加,然后减小。在x=0.10组分处,SBT-NaCe(x=0.10)陶瓷具有最大的压电系数d_(33)=28 pC/N,约为纯的SBT陶瓷压电系数(d_(33)约15 pC/N)的两倍,其居里温度T_C为510℃。复合离子(NaCe)取代SBT陶瓷压电性能的提高归因于复合离子(NaCe)的取代降低了SBT压电陶瓷的矫顽电场,使得SBT压电陶瓷更容易极化,从而发挥其潜在的压电性能。同时,压电性能的提高还归因于复合离子(NaCe)的取代降低了SBT压电陶瓷的介电损耗和漏电流。材料的退火实验表明:复合离子(NaCe)取代的SrBi_4Ti_4O_(15)压电陶瓷在400℃以下具有较好的压电性能温度稳定性。     

新型无铅压电陶瓷BNKT-BiFeO_3的研究

采用传统陶瓷制备法制备了一种新型无铅压电陶瓷(1-x)Bi_(0.5)(Na_(0.82)K_(0.18))_(0.5)TiO_3-xBiFeO_3(BNKT-BFx).研究了Bi基铁电体BiFeO_3对BNKT-BFx陶瓷晶体结构、显微组织和压电性能的影响.结果表明,在所研究的组成范围内陶瓷材料均能形成纯钙钛矿固溶体,陶瓷的准同型相界位于x=0～0.05.BiFe_O3促进陶瓷致密化和晶粒生长,在准同型相界成分附近压电性能达到最大值:d_(33)=171 pC/N,k_p=0.366.     

Zr/Ti比及Sr掺杂对PNN-PSN-PMN-PZT压电陶瓷性能的影响

采用固相烧结法制备了五元系PNN-PSN-PMN-PZT压电陶瓷,通过X线衍射(XRD)研究了组分不同Zr/Ti比的相结构,并研究不同Zr/Ti比和Sr掺杂量对组分介电、压电性能的影响。研究表明,组分的相结构均为单一的钙钛矿结构;随着Zr/Ti比的增加,组分的相结构由三方相向四方相转变,且组分的准同型相界位于r(Zr)/r(Ti)=0.98附近;在r(Zr)/r(Ti)=0.98的组分中掺杂Sr发现,随着Sr含量的逐渐增加,压电陶瓷的介电和压电性能先增加后减小,当x(Sr)=4.0%时,介电和压电性能出现极大值,即介电常数ε~T_(33)/ε_0=3 578,压电常数d_(33)=652pC/N,机电耦合系数k_p=0.81,品质因数Q_m=65,介电损耗tanδ=1.72%,居里温度T_C=191℃,且具有典型的介电弛豫特性。     

Sb含量对0.96(K_(0.5)Na_(0.5))(Nb_(1–x)Sb_x)O_3-0.04Bi_(0.5)Na_(0.5)ZrO_3无铅压电陶瓷结构与电性能的影响

采用传统固相法制备了0.96(K_(0.5)Na_(0.5))(Nb_(1–x)Sb_x)O_3-0.04Bi_(0.5)Na_(0.5)ZrO_3(0.96KNNS_x-0.04BNZ,x=0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05)无铅压电陶瓷,系统研究了Sb含量对0.96KNNS_x-0.04BNZ压电陶瓷晶相组成、显微结构及压电性能的影响规律。X射线衍射分析结果表明:0.96KNNS_x-0.04BNZ陶瓷具有纯钙钛矿结构,随着Sb含量x的增加,陶瓷从正交-四方两相共存转变为四方相,x≤0.02时在正交-四方两相共存的多型相转变(Polymorphic Phase Transition,PPT)区域。在该PPT区域靠近四方相的边界x=0.02处,陶瓷具有优异的压电性能:压电常数d_(33)=354 p C/N;平面机电耦合系数k_p=43.6%;机械品质因数Q_m=46;相对介电常数ε_r=2100;介电损耗tanδ=2.6%,居里温度t_C=290℃。     

铌酸钾中近红外非临界相位匹配的二次谐波发生

在λ_(pm)=860毫微米处,利用非线性光学系数d_(32)=—40|d_(11)(SiO_2)|,观察了铌酸钾在室温下的非临界Ⅰ型相位匹配。把晶体温度提高到180℃时,相位匹配的波长就延伸到λ_(pm)=950毫微米。在室温下,当基波的功率密度I_ω=0.5兆瓦/厘米~2,晶体长ι=5.74毫米时,二次谐波发生的效率为15％。     

Li_2O掺杂对BNBT6无铅压电陶瓷组织与性能的影响

采用传统固相烧结法制备出0.94Bi_(0.5)(Na_(1-x)Li_x)_(0.5)TiO_3-0.06BaTiO_3(BNT6)压电陶瓷(摩尔分数x分别为0.06%,0.10%,0.15%,0.20%),研究了不同含量Li_2O掺杂对Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3(BNT)基陶瓷材料物相结构、显微组织和压电、介电性能的影响。结果表明,添加不同含量的Li_2O,制备的BNBT6压电陶瓷组织分布均匀,致密度高,呈现三方-四方共存的准同型相界结构,且不同含量的Li_2O不影响陶瓷的相结构,但其烧结性能及电性能与Li含量有关。当x=0.15%时,BNBT6陶瓷样品的性能最佳,相对密度达到98%,在1kHz的测试频率下,BNBT6陶瓷样品的压电常数d_(33)=130pC/N,介电常数εr=971,介电损耗tanδ=2.0%,机械品质因数Q_m=367。     

高灵敏度金属—压电陶瓷触觉传感器

本文设计了一种新型的金属—压电陶瓷结构的触觉传感器.由于具有月牙状浅穴的作用.可将z方向的应力转变成很大的径向应力.因此在d_k中d_(33)与d_(31)不再是相减,而是相加,因而传感器的灵敏度大大提高.这种结构的传感器制作简单,成本低廉,具有极强的耐磨性和耐冲击性,且动态范围宽,可靠性强等特点.     

BBC掺杂BSNN-BSZT陶瓷低温烧结性能的研究

采用传统的两步固相反应法制备了一种低温烧结的CuBBiO_4-(Ba_(0.8)Sr_(0.2))(Ni_(1/3)Nb_(2/3))-(Ba_(0.8)Sr_(0.2))(Zr_(0.5)Ti_(0.5))(BBC-BSNN-BSZT)压电陶瓷,并研究了CuBBiO_4(BBC)掺杂量对陶瓷微观形貌、相结构、介电、压电性能和烧结温度的影响。研究结果表明,制备的陶瓷样品为单一的钙钛矿相,未发现其他杂相;掺杂的BBC低熔点化合物在烧结中提供适量液相,促进烧结,样品可在925℃烧结致密。该压电陶瓷材料的居里温度由158℃提升到230℃;当掺杂w(BBC)=0.75%(质量分数)时,陶瓷达到最佳压电性能:压电常数d_(33)=613pC/N,机电耦合系数k_p=0.7,介电常数ε_r=3 926,介电损耗tanδ=0.005 2,品质因数Q_m=70。居里温度T_C=227℃。     

Li_2CO_3掺杂对PZN-PNN-PZT陶瓷结构及性能的影响

采用固相法制备了0.1Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3-0.1Pb(Ni_(1/3)Nb_(2/3))O_3-0.8Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3+x%Li_2CO_3(PZN-PNN-PZT,x为质量分数)低温压电陶瓷,研究了Li_2CO_3掺杂对PZN-PNN-PZT压电陶瓷晶体结构、微观形貌及电学性能的影响。实验结果表明,随着Li_2CO_3含量的增加,PZN-PNN-PZT陶瓷晶体结构从三方相向四方相转变,陶瓷晶粒尺寸先增大后减小。掺杂适量的Li_2CO_3能有效提高PZN-PNN-PZT陶瓷的电学性能。当x=0.3时,PZN-PNN-PZT陶瓷具有最好的综合性能:压电常数d_(33)=530 pC/N,机电耦合系数k_p=0.55,品质因数Q_m=60,居里温度T_C=176℃,相对介电常数ε_r=2 800,剩余极化强度P_r=32.80μC/cm~2,矫顽场E_c=0.96 kV/mm。     

0.532微米泵浦的碘酸锂晶体中的参量振荡

碘酸锂(LiIO_3)晶体是一种负单轴晶体。作为非线性光学材料,它有许多优点:整个可见区至近红外区透明,非线性系数较高,d_(31)(LiIO_3)=11d_(36)(KDP),光损伤阈值达130兆瓦/厘米~2左右;较易于生长出大体积的光学性质均匀的单晶。