PZT基体沉积条形分布NiTiSMA薄膜复合材料的介电性能

使用模具并采用磁控溅射法在铁电陶瓷PZT基体上沉积具有条形分布结构的Ni Ti SMA薄膜。显微组织结构观察发现,以条形分布结构方式沉积的Ni Ti SMA薄膜晶化处理后具有等轴晶结构。比较所制备PZT/Ni-Ti SMA薄膜复合材料与纯PZT的介电常数及介电损耗发现,两者的介电损耗水平接近;复合材料的介电常数比纯PZT的提高约18%。Ni Ti SMA的沉积使基体中靠近薄膜区域的Zr/Ti物质的量比恰好落在准同型相界区内,致使所制备复合材料的介电性能优于纯PZT。     

PZT含量对PZT-PZN-PNN压电陶瓷材料电性能的影响

采用传统固相法制备了xPb（Zr0.52Ti0.48）O3-（1-x）{Pb（Zn1/3Nb2/3）O3-Pb（Ni1/3Nb2/3）O3}（简称PZT-PZN-PNN）四元系压电陶瓷，研究了不同PZT含量对PZT-PZN-PNN陶瓷的相结构、显微结构、压电性能和介电性能的影响。结果表明：材料的压电常数（d33）、机电耦合系数（％）和介电常数（曲随着PZT含量的增加先增大，后减小，当PZT含量为0.83时，其值达到最大值；随着PZT含量的增加，材料的机械品质因数（Qm）逐渐增大，谐振电阻僻（Rf）和介电损耗（tanδ）逐渐减小。当PZT含量为0.83时，四元系PZT-PZN-PNN压电陶瓷在较低的烧结温度（1000℃）下烧结，其主要的电性能参数如下：d33=477pC/N，Kp=0.71，Qm=98，εf=2228，tanδ=0.0070，Tc=325℃，根据双晶片对压电陶瓷材料的性能要求，该纽份可作为纺织机械中选针器用压电双晶片的侯选材料。     

准同型相界附近PZT压电陶瓷电致疲劳性能研究

研究了准同型相界(morphotropic phase boundary 简称MPB)附近不同组分的锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷在交流电场下的电致疲劳特性.发现电场频率对材料的电致疲劳性能有较大影响.高频电场下不同组分PZT材料的疲劳现象均不明显;低频电场下,不同组分的PZT材料疲劳特性差异较大.分析认为氧空位及其缔合缺陷偶极子在不同频率交变电场下的响应差异是其主要原因.拉曼光谱分析表明,低频疲劳后准同型相界区材料中部分菱方相转变为四方相,使其抗疲劳性能下降.     

准同型相界(MPB)附近BS-PT高温压电陶瓷研究

（1-x）BiScO3-xPbTiO3陶瓷（简记BS-PT）在x=64．0％附近存在一个从菱方晶系过渡到四方晶系的准同型相界，在此相界附近材料能获得优良的介电和压电性能．本文选取PbTiO3含量在64．0％-65．5％的准同型相界附近的材料组分，利用传统的固相烧结反应法合成了纯钙钛矿相结构的BS—PT陶瓷，通过对材料的相结构形成过程和内部形貌分析以及对介电、压电性能的研究，发现在x=64．5％的组分条件下，BS—PT陶瓷材料获得了准同型相界范围内的最优的压电性能，其室温压电常数d33可达500pC／N，且居里温度（Tc）达到了438℃，剩余极化强度和电致应变分别为44μC／cm^2和3．5‰．研究表明，准同型相界附近的BS-PT陶瓷是一种优良的压电换能器和传感器材料．     

相组成对PMN-PT陶瓷压电性能的影响

研究了ＰＭＮ－ＰＴ陶瓷在准同型相界（ＭＰＢ）区域、不同烧结温度下,化学组成、相组成对陶瓷压电性能的影响．发现对于同一化学组成的陶瓷,随着烧结温度的上升,发生了菱方相→四方相的相转变,同时随着菱方相、四方相相比例的接近,陶瓷的压电性能有显著的提高．而在不同烧结温度下,最佳压电性能所对应的化学组成有微小的变化．据此认为,陶瓷的压电性能不仅与化学组成有关,而且与相组成也密切相关,随着烧结温度的变化,发生了准同型相界的微小移动     

直接反应烧结法制备(Bi0.5Na0.5)1-xBaxTiO3系无铅压电陶瓷的性能研究

采用直接反应烧结法制备了(Bi0.5Na0.5)1-xBaxTiO3无铅压电陶瓷,研究了陶瓷的压电性能和显微结构.结果表明,直接反应烧结法不影响BNBT陶瓷的钙钛矿相结构,但可使准同型相界处组成的四方相含量增加;直接反应烧结的BNBT陶瓷呈无变形,收缩率稍大于采用传统固相法制成的陶瓷样品,晶粒明显较大,并具有更好的压电介电性能,其中,d33=166pC/N,tanδ=0.03.     

钇掺杂对BSPT高温压电陶瓷铁电性能的影响

利用传统固相法制备了(1-x)Bi(Sc1-yYy)O3-xPbTiO3(BSYPT-x/y)压电陶瓷,采用XRD、SEM、压电工作站等技术表征了体系的晶体结构、微观组织及其铁电性能.发现随着PbTiO3含量的增加,BYSPT-x/y陶瓷相结构由三方结构逐渐转变为四方结构.体系的准同型相界(MPB)位置随BiYO3含量的增加而移向PbTiO3含量更低的一端.在准同型相界附近的BSYPT0.58/0.15陶瓷的电滞回线出现"束腰"现象,这种现象来源于BSYPT0.58/0.15陶瓷内部产生的正极为O2-,负极为Y3+的缺陷偶极子.     

不同组分PZT压电薄膜的性能

采用sol-gel工艺在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了不同条件的锆钛酸铅（PZT）薄膜.分析了不同的前烘温度、不同锆钛比例对PZT薄膜的微观结构和电特性所产生的影响.SEM分析结果显示,铁电薄膜的晶化较完善,薄膜表面均匀致密.用X射线衍射分析了不同条件制备的PZT薄膜,表明薄膜的微观结构和取向不仅对热处理的条件非常敏感,而且也深受薄膜组分的影响.铁电测试表明对PZT（锆/钛=30/70）,300℃热处理的薄膜具有最大的自发极化值.而对于不同锆钛比的薄膜,在准同型相界附近的53/47配比的PZT薄膜表现出最好的铁电性、介电性和最高的体电阻率.     

新型钙钛矿型铁电陶瓷BSPT研究进展

(1-x)BiScO3-xPbTiO3(BSPT)是一种新型钙钛矿型结构的铁电体.BSPT体系在x=0.64附近有三方相和四方相的准同型相界(MPB).BSPT陶瓷的制备主要采用传统的电子陶瓷制备方法,包括常压法和高压法.BSPT陶瓷具有优良的介电和压电性能,居里温度Tc比Pb(Zr,Ti)O3(PZT)的高.综述了近年来对BSPT陶瓷的研究进展,重点介绍了邻近MPB的0.36BiScO3-0.64PbTiO3铁电陶瓷的性能.同时还介绍了掺杂对BSPT陶瓷的影响.     

水热法合成单分散锆钛酸铅压电陶瓷粉体

以硝酸铅、氧氯化锆、钛酸四丁酯、氢氧化钾和氨水为原料,以乙醇和水的混合液为溶剂,采用水热法合成Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)压电陶瓷粉体。通过X射线衍射和扫描电镜对合成粉体进行表征,并研究Pb元素物质的量与Zr及Ti两种元素物质的量之和的比n(Pb)/n(Zr+Ti)和矿化剂KOH浓度对粉体物相和形貌的影响。结果表明:n(Pb)/n(Zr+Ti)=1.4时,可以合成单一晶相的PZT,颗粒的立方体形貌规则清晰且无团聚,结晶良好;在200℃、反应溶剂乙醇和水的体积比为2∶1、n(Pb)/n(Zr+Ti)=1.4的条件下,当KOH浓度由1 mol/L增加到4 mol/L时,立方体形貌的PZT粉体的粒径由1.5μm减小到0.2μm。     

PZN—PT—PZT陶瓷的压电—铁电性能研究

将位于同型相界附近的固溶体系９．９１ＰＺＮ－０．０９ＰＴ作为一个组元,与同样位于准同上界的另一个组元Ｐｂ（Ｚｒ０．５３Ｔｉ０．４７）复合形成新的压电陶瓷体系（１－ｘ）（０．９１ＰＺＮ－０．０９ＰＴ）－ｘＰｂ（Ｚｒ０．５３Ｔｉ０．４７）Ｏ３,实验结果表明新体第具有更好的压电,介电性能,对样品退火处理后,发现压电,介电性能有较大提高,Ｋｐ最高达到７３％,ｄ３３最高达到５７０ｐｃ／Ｎ。     

Piezoelectric properties of (Pb,Sr) (Zr,Ti, Mn,Zn, Nb)O3 piezoelectric ceramic

In this paper, the aim is to study the piezoelectric properties of (Pb, Sr)[(Zr, Ti)(Zn_1/3Nb_2/3) (Mn_1/3Nb_2/3)]O₃ ceramic with compositions close to the morphotropic phase boundary. The dielectric and piezoelectric properties of this system were investigated by way of changed contents of two main compounds, TiO₂ and Mn_1/3Nb_2/3. There are two phases existing in this system, one tetragonal and the other pseudocubic. With a constant amount of 4 mol% Pb(Mn_1/3Nb_2/3)O₃ and 8 mol% Pb(Zn_1/3Nb_2/3)O₃, the morphotropic phase boundary exists when the amount of PbTiO₃ is nearly equal to 44 mol%. The structure is perovskite with pseudocubic symmetry for PbTiO₃ less than 44 mol%, but it is tetragonal symmetry for higher PbTiO₃ concentrations. The planar coupling factor and piezoelectric constant are higher for compositions near the morphotropic phase boundary, but the mechanical quality factor and longitudinal velocity are lowest. As far as the dielectric constant of poled material is concerned, its maximum in the multicomponent system is displaced into the tetragonal phase and does not coincide with the maximum of electromechanical quality factor. The variation of remanent polarization with composition is the same as that of the coupling factor. Thus, compositions with the tetragonal phase are ferroelectrically harder and those with the pseudocubic phase are ferroelectrically softer than compositions close to the morphotropic phase boundary. Besides the influence of Ti, the effect of Mn_1/3Nb_2/3 is also studied in this paper. The planar coupling factor increases with increasing Mn_1/3Nb_2/3 and reaches a maximum at 5 mol% Mn_1/3Nb_2/3, and then decreases for higher Mn_1/3Nb_2/3 values. The mechanical quality factor increases, but the dielectric constant decreases, with increasing Mn_1/3Nb_2/3.     

Na1/2Bi1/2TiO3-BaTiO3系陶瓷压电性?及弛豫相变研究

系统研究了（１－ｘ）Ｎａ１／２Ｂｉ１／２ＴｉＯ３－ｘＢａＴｉＯ３（ｘ＝０．０２、０．０４、０．０６、０．０８、０．１０）无铅压电陶瓷系统的相界、材料压电性能,弛豫特性及相变．这个系统的陶瓷材料具有Ｋｔ／Ｋｐ较大,频率常数比较高等特点．Ｘ－ｒａｙ衍射结构分析发现此系统的相界在０．０４＜ｘ＜０．０６之间;材料的一些主要性能在相界附近达到极值．利用介电系数－温度曲线,并结合热激电流曲线对此系统的弛豫性进行研究和分析;初步研究了各配方组成的铁电－顺电的相变过程,发现在一定的组成范围内,材料在由铁电相向顺电相的转变过程中经历了一个过渡相区．     

(Ba0.85Ca0.15)(Ti0.9Zr0.1-xSnx)O3无铅压电陶瓷的相结构与压电性能

钙锆共掺钛酸钡陶瓷(BCZT)具有优异的介电性能和压电性能, 是一类具有发展潜力的无铅压电陶瓷, 但其压电性能仍无法与铅基陶瓷媲美。为提高压电性能, 本研究对陶瓷材料进行Sn元素掺杂改性((Ba_0.85Ca_0.15)- (Ti_0.9Zr_0.1-xSn_x)O₃, x=0.02~0.07))。晶体结构分析证实所有组分的陶瓷无杂相, 处于正交相与四方相两相共存状态, 并具有较大的c/a; 显微结构分析发现所有陶瓷都很致密, 且平均晶粒尺寸随着Sn含量的增加而增大。当x=0.04时, 陶瓷最致密, 且室温处于准同型相界附近, 因此拥有最佳的电学性能: d₃₃=590 pC•N ^-1, k_p=52.2%, tanδ=0.016, ε ^T₃₃=5372, d ^*₃₃=734 pm•V ^-1, IR=57.8 GΩ•cm。本研究表明: Sn掺杂的BCZT基无铅压电陶瓷具有优异的压电性能, 有望在换能器、机电传感器和驱动器等方面得到应用。     

Na1/2Bi1/2TiO3-BaTiO3系陶瓷压电性及弛豫相变研究

系统研究了（１－ｘ）Ｎａ１／２Ｂｉ１／２ＴｉＯ３－ｘＢａＴｉＯ３（ｘ＝０．０２、０．０４、０．０６、０．０８、０．１０）无铅压电陶瓷系统的相界、材料压电性能、驰豫特性及相变。这个系统的陶瓷材料具有Ｋｔ／Ｋｐ较大,频率常数比较高等特点,Ｘ－ｒａｙ衍射结构分析发现此系统的相界在０．０４〈ｘ〈０．０６之间;材料的一些主要性能在相界附近达到极值。利用介电系数－温度曲线,并结合热激电流曲线对此系统的驰豫性进     

弛豫型铁电体在准同型相界的压电性能

ＰＭＮ、ＰＺＮ、ＰＮＮ 等弛豫型铁电体与ＰＴ 形成的固溶体在准同型相界附近具有良好的压电性能。在ＰＭＮ、ＰＺＮ 的单晶材料中,ｋｐ 高达９２ ％ ,ｄ３３ 达到１５００ｐＣ／ Ｎ, 在以ＰＭＮ、ＰＺＮ、ＰＮＮ 为基的陶瓷材料中,ｄ３３ 分别达到６９０ｐＣ／ Ｎ、６８０ｐＣ／Ｎ 和５４０ｐＣ／ Ｎ,Ｑｍ 在１００ 左右。这类材料的共同特点是机电耦合系数和压电系数较大,而品质因数较小,在压电换能器和致动器领域具有很好的应用前景。     

NiO掺杂对PMS-PZ-PT三元系陶瓷微结构和电性能的影响

探讨了NiO掺杂量对PMS—PZ—PT三元系陶瓷的微观结构和电性能的影响。实验结果表明：随着掺杂量的增加，物相组成由四方相向三方相转变：NiO在PMS—PZ—PT材料中的固溶度比较小；当掺杂量为0．02wt％时，εr，d33，κp，Qm等都有所提高，从而能获得好的压电性能，能满足超声马达实际使用的要求。     

锆钛酸铅(PZT)薄膜的自发极化与压电响应

用溶胶－凝胶法在Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ（１００）基片上制备了近等原子比的压电ＰＺＴ薄膜,在准同型相界附近的ＰＺＴ薄膜的应变机制是受极化控制的压电效应,内电场导致薄膜的自发极化定向,使薄膜未经极化就具有明显的压电响应。