掺杂及烧结温度对Pb(Y_(1/2)Nb_(1/2))O_3-PbTiO_3-PbZrO_3性能的影响

为了改进０．０２Ｐｂ（Ｙ１／２Ｎｂ１／２ ）Ｏ３－ｙＰｂＴｉＯ３－（１－ ０．０２－ ｙ）ＰｂＺｒＯ３ 系压电陶瓷的电学性能和力学性能,作者研究了多种常用添加物对０．０２Ｐｂ （Ｙ１／２Ｎｂ１／２ ）Ｏ３ －ｙＰｂＴｉＯ３ －（１－ ｙ－ ０．０２）ＰｂＺｒＯ３ 三元系压电陶瓷性能的作用, 探讨了不同烧结温度对材料性能的影响。实验结果表明, Ｓｒ２＋ 和Ｂａ２＋ 作为同价取代元素能够提高０．０２Ｐｂ（Ｙ１／２Ｎｂ１／２ ） Ｏ３ －ｙＰｂＴｉＯ３ －（１－ ０．０２－ ｙ） ＰｂＺｒＯ３ 系材料的机电耦合系数（ｋｐ、ｋ３３ 、ｋｔ）、介电常数和压电系数, 降低机械品质因数Ｑｍ ; Ｌｉ＋ 、Ｃｒ３＋ 、Ｍｎ２＋ 、Ｎｉ３＋ 、Ｆｅ３＋ 等金属离子加入０．０２Ｐｂ （Ｙ１／２Ｎｂ１／２） Ｏ３－ｙＰｂＴｉＯ３－（１－ ０．０２－ ｙ） ＰｂＺｒＯ３ 会提高材料的机械品质因数, 同时也会损害介电、压电性能, 降低弹性柔顺系数, 体现了硬性添加物的一般特性; 退火对０．０２Ｐｂ （Ｙ１／２Ｎｂ１／２） Ｏ３ －ｙＰｂＴｉＯ３－ （１－ ０．０２－ ｙ） ＰｂＺｒＯ３ 压电材料性能有促进作用。     

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。     

掺Pb[(Y1/2Nb1/2)0.06(Zr1/2Ti1/2)0.94]O3铁电陶瓷的性能

研究了ＭｎＯ２、ＭｇＯ 掺杂的０．０６Ｐｂ（Ｙ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３－０．９４Ｐｂ（Ｚｒ１／２Ｔｉ１／２）Ｏ３ 三元系压电陶瓷。通过测量得出了不同组分时的压电常数、机电耦合系数、极化前后的介电常数以及弹性柔顺系数;获得掺杂物与这些性能之间的关系;对实验现象进行了简单的讨论,得出一些有益的结论     

Nb_2O_5掺杂对PMN－PZT系压电陶瓷电性能的影响

从晶体结构和微观组织入手，分析并讨论了掺Ｎｂ２Ｏ５量对３７．５Ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ３－２５ＰｂＺｒＯ３－３７．５ＰｂＴｉＯ３材料的介电、压电性能的影响行为和影响机制。实验结果表明，当Ｎｂ２Ｏ５的添加量（摩尔比）ｒ（Ｎｂ２Ｏ５）＝１％时，材料有最好的压电性能（ｋｐ＝０．６２，εｒ＝４０００）。     

Pb（Y1／2Nb1／2）O3—PbTiO3—PbZrO3压电陶瓷相图研究

为了绘出Ｐｂ（Ｙ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３－ＰｂＴｉＯ３－ＰｂＺｒＯ３（ＰＹＮ－ＰＴ－ＰＺ）三元系铁电陶瓷材料的相图，以便对该系列材料的压电、介电性能有一个总体的认识，作者在参考有关文献的基础上，首先绘制出三元系材料的假想相图，然后按照一定的方法进行实验，逐步确定了该三元系实际的相图，并且对相图上某些区域的材料组成进行了较深入的实验研究，发现它们具有良好的压电、介电性，这表明该系列材料有较好的应用前景     

MnO对改性钛酸铅陶瓷压电性能的影响

ＭｎＯ对Ｐｂ_（１－ｘ）Ｓｒ_ｘ［（Ｓｂ_（１／２）Ｎｂ_（１／２））_ｙＴｉ_（１－ｙ）］Ｏ_３改性钛酸铅压电陶瓷兼有“软性”和“硬性”改性作用。实验表明,添加适当的ＭｎＯ可以得到介电常数εｒ＝２４０,机电耦合系数是ｋｔ＝２４８．５％,机械品质因数Ｑｍ＝１５００,居里温度Ｔｃ＝４３５℃的高稳定性压电陶瓷材料。该材料在高温及高频器件的应用方面有重要的应用价值。     

Cr2O3改性PbTiO3压电陶瓷材料的研究

研究了Ｃｒ２Ｏ３作为改性添加剂对（ＰｂＳｍ）（ＴｉＭｎ）Ｏ３系压电陶瓷介电及压电性能的影响．实验表明，添加适量的Ｃｒ２Ｏ３能得到压电性能好、压电各向异性大、压电稳定性高的优良材料，其ｋｔ＝４５％～５０％，ｋｔ／ｋｐ＝１５～１８，ＴＣｆｔ３＝－０．８～－６ｐｐｍ／℃．因此，在研究、开发高性能压电材料过程中，Ｃｒ２Ｏ３不失为一种优良的改性材料．     

Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbTiO3陶瓷的合成及性能

采用不同固相合成法对钙钛矿型Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）０．８Ｔｉ０．２陶瓷材料的合成过程进行了研究。ＸＤＲ结果表明,相同合成条件下,不同合成方法得到的陶瓷粉末钙钛矿含量不同,其中,传统固相合成法（ＰｂＯ＋ ＺｎＯ＋ Ｎｂ２Ｏ５＋ ＴｉＯ２）钙钛矿得率最低,简单先驱体合成法（ＰｂＯ＋ ＺＮ＋ ＴｉＯ２）钙钛矿得率较高,复合先驱体合成法（ＰｂＯ＋ ＺＮＴ）钙钛矿得率最高。先驱体合成法具有抑制Ｂ位复合钙钛矿固相合成过程中焦绿石相形成的作用。采用复合先驱体合成法以少量钛酸钡作为晶型稳定剂采用适当的合成工艺可以得到钙钛矿纯度大于９８％ Ｐｂ［（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）０．８Ｔｉ０．２］Ｏ３ 陶瓷粉末。其具有较宽的烧成温度范围,该陶瓷材料的居里温度为１９０ °Ｃ,具有较高的压电常数,且压电常数随烧结温度的提高而降低。用ＤＴＡ 对各合成方法的配合料进行了研究,发现,差热特征峰峰位与合成过程中焦绿石的出现和钙钛矿的合成温度有很好的对应关系,差热分析可用以对Ｂ位复合钙钛矿合成进行动态研究     

Nb2O5掺杂对PMN—PZT系压电陶瓷电性能的影响

从晶本结构和微观组织入手，分析并讨论了掺Ｎｂ２Ｏ５量对３７．５ＰｂＯ３－２５ＰｂＺｒＯ３－３７．５ＰｂＴｉＯ３材料的介电，压电性能的影响行为和影响机制。实验结果表明，当Ｎｂ２Ｏ５的添加量＝１％时，材料有最好的压电性能。     

一种用于大功率超声清洗换能器的压电材料

通过对ＰｂＭｅ（Ｃａ＿（１／４）Ｍｎ＿（１／４）Ｎｂ＿（１／２））＿ｘＴｉ＿ｙＺｒ＿ｚＯ＿３系材料的研究，并以Ｓｒ￣（２＋）、Ｍｇ￣（２＋）等价取代Ｐｂ￣（２＋），以ＣｅＯ＿２作为添加改性剂，研制出机电耦合系数高（ｋ＿ｐ＝０．６２）、机械品质因数高（Ｑ＿Ｍ＝２０３６）、机械强度高（抗张强度为４４２ＭＰａ）、经时稳定性好的适用于大功率超声清洗换能器的压电材料。     

Mn1/3Sb2/3对压电陶瓷材料性能的影响

研究了Pb(Mn1/3Sb2/3)y(Zn1/3Nb2/3)0.16(Zr,Ti)0.84-yO3(系压电陶瓷的主要特性，讨论了（Mn1/3Sb2/3)现代量变化对材料性能的影响。通过测试材料的介电损耗tanδ介电常数ε、机电耦合系数kp和机械品质因数Qm，判断出Mn1/3Sb2/3在PMZN系材料中的最佳取代范围。     

BiFeO_3改性Bi_(1/2)Na_(1/2)TiO_3-BaTiO_3基陶瓷电性能

采用固相反应法制备了新型(0.95–x)Bi1/2Na1/2TiO3-0.05BaTiO3-xBiFeO3(x=0~0.09)系无铅压电陶瓷,研究了BiFeO3掺杂量对其晶体结构、介电及压电性能的影响。结果表明:在所研究的组成范围内陶瓷均能形成纯钙钛矿型固溶体。介温曲线(10kHz)显示该陶瓷体系具有明显的弥散相变特征。该陶瓷体系的压电性能较Bi1/2Na1/2TiO3-BaTiO3陶瓷(d33=125pC/N)有较大提高,当x=0.05时,具有最佳的压电性能:d33=142pC/N,kp=0.29;此时εr=891,tanδ=0.046,Qm=110。     

先驱体法制备Pb1-xSrx(Mn1/3Sb2/3)aZrbTicO3压电陶瓷的压电和介电性能

采用先驱体法制备了Pb1-xSrx(Mn1/3Sb2/3)aZrbTicO3压电陶瓷。通过XRD研究表明,随着Sr2+取代量的增加,相界向富锆方向移动,并改善了相界附近组分的压电性能和介电性能。与传统的固相合成制备工艺相比,先驱体法制备的陶瓷具有优良的压电性能,所得样品的综合性能:r为1791,tg为0.0035,d33为454?0-12C種-1,kp为0.61。     

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。     

(Zn_(1/3)Nb_(2/3))~(4+)取代的BNT系无铅压电陶瓷性能

采用两步合成工艺,制备了新型Bi1/2Na1/2Ti1–x(Zn1/3Nb2/3)xO3(简称BNTZN—100x)系无铅压电陶瓷。研究了B位复合离子(Zn1/3Nb2/3)4+取代量对BNT陶瓷介电及压电性能的影响。结果表明:当0.005≤x≤0.020时,该体系陶瓷具有三方、四方共存的准同型相界(MPB)结构。在MPB附近,具有较佳的压电性能:当x为0.020时,d33为97pC/N,kt为0.47。εr-t曲线显示该体系材料具有明显的弥散相变特征。具有高kt值,低kp值;kt/kp较大,具有较大的各向异性,是一种适合高频下使用的优良超声换能材料。     

Bi1/2(Na1-xLix)1/2TiO3压电陶瓷的性能和微结构

利用传统陶瓷工艺制备了Bi1/2(Na1-xLix)1/2TiO3(简写BNLT100x,其中x为摩尔含量)系无铅压电陶瓷,研究了该陶瓷的微结构、压电和介电性能。X-射线衍射分析(XRD)结果表明,在x=0~0.20时,Bi1/2(Na1-xLix)1/2TiO3陶瓷为单相三方晶系钙钛矿结构;在x=0.30时,会有影响压电性能的第二相产生。扫描电镜(SEM)结果表明,Li含量越高,陶瓷的烧结温度越低,Li促进了晶粒特定方向的生长;在x=0.15时,压电系数d33达极大值109 pC/N;同时研究了极化工艺条件对材料压电性能的影响。     

锑锰锆钛酸铅压电陶瓷的MnO2改性研究

探讨了MnO2过量对锑锰锆钛酸铅(Pb(Mn1/3Sb2/3)0.05Zr0.47Ti0.48O3,简写为PMSZT5)压电陶瓷的性能影响。通过X线衍射(XRD)分析了PMSZT5+z%MnO2(z=0～0.7,质量分数)陶瓷的相组成。结果发现,合成温度900℃保温2h后可得到完全钙钛矿结构。随着锰含量的增大,体系从准同型相界向三方相转变。z>0.1、1 240℃烧结温度下,介电常数ε3T3/ε0、压电常数d33、机电耦合系数kp达到最佳值,即ε3T3/ε0=1 560、d33=350pC/N、kp=0.63。该组成的谐振频率fr、横向机电耦合系数k31和压电常数d31的温度稳定性与未掺杂相比有所改善。过量锰的加入使PMSZT5的居里温度降低。     

低温烧结改性PbTiO3压电陶瓷材料的研究

研制了一种添加Bi(Cd1/2Ti1/2)O3、MnO2、SiO2的新型低温结改性PbTiO3压电陶瓷材料,实验发现低熔物SiO2是影响烧结的主要因素,除能明显降低该材料烧结温度外,还能起掺杂性作用。该材料具有低烧结温度、高压电活性、大压电各向异性、较高机械品质因素及低介电常数等特点,960℃烧成时主要性能参数为：厚度机电耦合系数kt=0.49;径向机电耦合系数kp=0.027;压电各向异性比kt/kp=18;压电应变常数d33=65pC.N∧-1;机械品质因素Qm=541,密度ρv=7.4g.cm∧-3,居里温度Tc=312℃,介电常数ε∧T33/Eo=177,介质损耗tanδ=0.63%,该材料在叠层压电滤波器和叠层压电和压变压器方面显示出很好的应用前景。     

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.