高性能(Na0.51K0.44Li0.05)Nb0.92Ta0.08O3-Na5.4Cu1.3Sb10O29无铅压电陶瓷

采用传统的氧化物固溶工艺制备了（Na0.51K0.44Li0.05）Nb092Ta0.08O3和助烧剂Na5.4Cu13Sb10O29.对（Na0.51K044Li0.05）Nb0.92Ta0.08O3添加助烧剂Na5.4Cu1.3Sb10O29的研究表明,助烧剂能大幅度提高（Na0.51K0.44Li0.05）Nb0.92Ta0.08O3的压电和机电耦合性能.质量百分比为4%Na5.4Cu1.3Sb10O29掺杂的（Na051K0.44Li0.05）Nb092Ta0.08O3具有高的压电应变常数（d33=266pC/N）,高的机电耦合系数kt（46.7%）、k33（63.7%）,较低的损耗（tanδ=1.8%）,和高的居里温度（391℃）.这些参数表明,Na5.4Cu1.3Sb10O29掺杂的（Na0.51K0.44Li0.05）Nb0.92Ta0.08O3是替代锆钛酸铅且具有很好的应用前景的无铅压电陶瓷.     

PMMN四元系压电陶瓷结构与性能的研究

用ＰｂＯ、ＺｒＯ＿２、ＴｉＯ＿２等原料经固相反应烧结制备了ＰＺＴ基四元系压电陶瓷。ＸＲＤ、ＳＥＭ及密度测试表明，材料主晶相为四方晶系的Ｐ４ｍｍ群，烧结致密度较好。极化后的性能测试表明，材料具有高介电系数（ε＿ｒ＝２０１５），压电系数（ｄ＿（３３）＝５７８×１０￣（－１２）Ｃ／Ｎ），机电耦合系数（Ｋ＿（３３）＝０．８１）和良好的机械品质因数（Ｑ＿ｍ＝５４３．８），是压电高压装置的理想材料。     

MnO_2掺杂0.92[Bi_(0.5)(Na_(0.7)K_(0.25)Li_(0.05))_(0.5)]TiO_3-0.08Ba(Ti,Zr)O_3基无铅压电陶瓷

采用二次合成法制备了新型0.92[Bi0.5(Na0.7K0.25Li0.05)0.5]TiO3-0.08Ba(Ti,Zr)O3+x(wt%)(质量分数)MnO2体系无铅压电陶瓷,研究了陶瓷的晶相结构、表面形貌、压电介电性能。研究结果表明,制备的陶瓷样品均具有单一钙钛矿结构。MnO2的含量为x=0.003时,得到介电损耗低的压电陶瓷:介质损耗tanδ为0.0361,压电常数d33为155pC/N,机电耦合系数kp为0.26,机械品质因素Qm为202;在1160℃,2h的烧结条件下,能够获得致密的无铅压电陶瓷体。     

0-3型压电陶瓷-硫铝酸盐水泥复合材料的压电性能

采用压制成型法,以快硬硫铝酸盐水泥为基体制备了水泥基压电复合材料。分析讨论了极化工艺条件和PZT含量对水泥基压电复合材料压电性的影响。结果表明,较高的极化电场强度和较长的极化时间均有利于压电性能的提高,但当极化电场强度和极化时间达到4.0 kV/mm和45 min后,压电应变常数d₃₃趋于稳定; 随着PZT含量的增加,硫铝酸盐水泥基压电复合材料的压电应变常数d₃₃、压电电压常数g₃₃和机电耦合系数K_P、K_t均显著增大。当PZT质量分数达到85%时,K_P和K_t可达28.54%和28.19%。      

0-3型陶瓷/聚合物压电复合材料的压电性能研究

采用溶液共混法和热压法分别制备了PZN-PZT/PI、PZN-PZT/PVDF 0-3型压电复合材料,所得材料具有较高的压电常数和良好的可柔性加工性能。并研究分析了无机压电陶瓷种类、含量,压电聚合物类型、制备工艺与极化参数对压电系数d₃₃的影响,在一定程度上提供了提高0-3型聚合物/陶瓷压电复合材料的压电性能的途径。      

高性能无铅压电陶瓷(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3的制备与性能

采用企业的电子陶瓷工艺制备了(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3(BNTBT-6)无铅压电陶瓷,研究了制备工艺对BNTBT-6陶瓷的晶相、微观结构与介电压电性能的影响.研究结果表明,烧结方式会对BNTBT-6陶瓷的晶相和性能产生一定的影响.电学性能研究结果表明,湿磨盖烧BNTBT-6陶瓷样品的压电性能优良,室温下陶瓷样品的压电常数d33达到195pC/N,机电耦合系数kp为35%,机械质量因子Qm达到130,介电损耗tgδ为0.025.     

（1-y）[（Na0.96-xKxLi0.04）0.5Bi0.5]TiO3-yBa（Zr0.055Ti0.945）O3无铅压电陶瓷的压电介电特性

对（1-y）[（Na0.80K0.16Li0.04）0.5Bi0.5]TiO3-yBa（Zr0.055Ti0.945）O3无铅压电陶瓷进行了系统研究，获得压电应变常数d33高达185（pC/N）的0．94[（Na0.80K0.16Li0.04）0.5Bi0.5]TiO3-yBa（Zr0.055Ti0.945）O3压电陶瓷。还研究了该材料[（Na0.96-xKxLi0.04）0.5Bi0.5]TiO3-yBa（Zr0.055Ti0.945）O3的性质随K含量的变化．随着Ba（Zr0.055Ti0.945）O3含量的增加，该陶瓷材料的介电温谱峰值向左移动，其介电峰温度缓慢降低；与此相反，随着K掺杂量的增加，该陶瓷材料的介电温谱峰值却向右明显移动，其介电峰温度明显升高。     

La2O3、Y2O3掺杂对(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3无铅压电陶瓷性能的影响

以(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3为基体,研究了单、双组分掺杂La2O3、Y2O3对BNBT6陶瓷的压电和介电性能及微观结构的影响。XRD分析表明:掺杂La2O3、Y2O3均得到钙钛矿结构。SEM分析表明,分别掺杂0.2%La2O3和0.2%Y2O3使得陶瓷晶粒增大,压电常数提高,双组分掺杂La2O3、Y2O3在掺杂量0.12%La2O3+0.08%Y2O3时,压电常数d33增大到最大值144.6×10-12C/N,介质损耗降低到最小值0.039。     

Pb（Ni1／3Nb2／3）O3—PbZrO3—PbTiO3三元系固溶体的压电性能

对Pb(Ni1/3Nb2/3O3-PbZrO3-PbTiO3,即xPb(Ni1/3Nb2/3)O3-(1-x)Pb(ZrδTi1-δ)O3(0.2≤x≤0.6,0.2≤δ≤0.5)三元系固溶体的压电性能进行了研究,结果表明材料压电活性较高的配方位于准同型相界(MPB)附近,压电常数d31值可达260×10-12C/N.讨论了结构相变对压电性能的影响.     

Ta掺杂对Na0.5Bi0.5TiO3-0.02NaNbO3压电、介电性能的影响

在制备无铅压电陶瓷的前沿探索中首次研究了Ta掺杂对Na0.5Bi0.5TiO3-0.02NaNbO3系压电陶瓷的压电、介电性能的影响.研究表明,掺杂适量的Ta有利于提高其性能.当Ta掺杂量为0.4mol时,压电常数d33达到最大值114pC/N;相对介电常数εT33/ε0、机电耦合系数kp也达到最大值431和0.184;而介电损耗tgδ随Ta含量的增加变化不大.     

0-3型压电复合材料的压电性能研究

总结讨论了O-3型压电复合材料的一般特点，从理论与实验上研究分析了PZT含量、聚合物类型、陶瓷粉末与极化参数对压电系数^-d33的影响，在一定程度上提供了提高O-3型压电复合材料的压电性能的途径。     

注射法制备1-3连通压电复合材料及性能研究

采用陶瓷注射成型技术制备PZT陶瓷阵列,经过脱脂、烧结、灌注环氧树脂以及后加工得到长径比为4~5的1-3连通压电复合材料,并对其压电性能和机电转换性能进行研究。结果表明,压电系数d_(33)达到400p C/N以上,与压电陶瓷的相当;纵横耦合比k_t/k_p在2左右,高于PZT陶瓷的纵横耦合比。     

具有超高压电电压常数的镧掺杂0.55Pb(Sc_(1/2)Ta_(1/2))O_3-0.45PbTiO_3陶瓷材料

研究了不同镧掺杂量与Pb（1－x）Lax（Sc1／2Ta1／2）0．55Ti0．45O3（x＝0，x＝0．005，x＝0．01，x＝0．02，x＝0．03）陶瓷材料居里温度、压电常数及压电电压常数之间的关系以及高温热处理对材料性能的影响。研究表明材料的居里温度随镧添加量的提高按26℃／1atm％的幅度下降，只是在x＝0．005处出现异常现象，即该组份的材料的居里温度与x＝0处相比稍有提高；材料的压电常数d33和压电电压常数g33随镧掺杂量的变化呈一定的规律性，即在掺杂量较低时，随镧掺杂量的提高而提高，但当达到一个峰值后开始降低；高温热处理（900℃8h）使得材料的居里温度提高（提高幅度大约为15℃），并且能明显改善材料的压电性能，这种现象是材料结构由无序向有序转变的结果。绝热处理的陶瓷材料其压电常数最大达d33＝533×10－12C／N，最大压电电压常g33＝63．1mV·m／N。     

0-3型橡胶基压电阻尼复合材料的制备及其性能

本文以通用橡胶为基体材料,以一定体积分数的锆钛酸铅粉体（PZT）为压电相、导电炭黑为导电相制备了0-3型压电阻尼复合材料。经过直流高温油浴极化处理后,获得了在低频下具有较高损耗因子的压电阻尼材料,并研究了其断面形貌、压电应变系数、损耗因子等各项性能。     

铌镁酸铋-钛酸铅压电陶瓷准同型相界附近的性能和相变温度研究

利用传统固相烧结法制备了Bi(Mg_2/3Nb_1/3)O₃-PbTiO₃(BMN-PT)压电陶瓷, 分析了不同PbTiO₃含量对BMN-PT压电陶瓷的晶体结构、介电、压电及铁电性能的影响. XRD结果表明: 合成的BMN-PT陶瓷具有纯钙钛矿结构, 并且在PbTiO₃含量为x=0.60时, 其组分的XRD图谱在衍射角2θ=45°出现明显的分峰, 说明该组分相结构中存在三方和四方相的共存. 压电铁电性能显示, BMN-0.60PT有最大的压电常数d₃₃(~170pC/N)和平面机电耦合系数k_p(0.35), 最小的矫顽场E_c(29.4 kV/cm)及最大的剩余极化P_r(31.4 μC/cm²). 确定了BMN-PT压电陶瓷的准同型相界(MPB)为PbTiO₃含量x=0.60的组分. 介电系数温谱表明介电系数峰值温度(Tm)随着PbTiO₃含量的增大而升高, MPB组分的Tm约为276℃.     

三元陶瓷Pb(In1/2Nb1/2)O3-Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PbTiO3准同型相界附近组分的介电、铁电和压电性能

铅基复合钙钛矿铁电材料广泛应用于机电传感器、致动器和换能器。二元铁电固溶体Pb(Ni_1/3Nb_2/3)O₃- PbTiO₃(PNN-PT)由于其在准同型相界(MPB)区域具有优异的压电、介电性能而备受关注。然而较大的介电损耗和较低的居里温度限制了其在高温高功率器件方面的应用。本研究通过引入Pb(In_1/2Nb_1/2)O₃ (PIN)作为第三组元改善PNN-PT的电学性能, 提高其居里温度; 通过两步法合成了MPB区域的三元铁电陶瓷Pb(In_1/2Nb_1/2)O₃- Pb(Ni_1/3Nb_2/3)O₃-PbTiO₃ (PIN-PNN-PT), 研究了其结构、介电、铁电和压电性能。制备的所有组分陶瓷具有纯的钙钛矿结构。随着PT含量的增加, 陶瓷结构从三方相转变为四方相。通过XRD分析得到了室温下PIN-PNN-PT体系的MPB相图。体系的居里温度由于PIN的加入得到了很大的提高, 更重要的是PIN的引入降低了PNN-PT体系的介电损耗和电导。MPB处的组分展现出了优异的电学性能, 室温下, 性能最优组分为0.30PIN-0.33PNN-0.37PT: d₃₃=417 pC/N, T_C=200 ℃, ε′= 3206, tanδ=0.033, P_r=33.5 μC/cm², E_C=14.1 kV/cm。引入PNN-PT的PIN第三组元使得体系的居里温度和压电性得到提高的同时降低了的介电损耗和电导率, 因此, PIN-PNN-PT三元铁电陶瓷在高温高功率换能器等方面具备一定的应用潜力。     

书本式压电作动器的特性分析

在考虑粘接层影响的情形下，利用层合梁理论导出了柱形弯曲书本式压电作动器的作动力以及机电耦合系数的数学表达式，并通过数值仿真分析揭示了机电耦合系数与压电层层数、压电层厚度以及粘接层厚度间的关系。这些结果为书本式压电作动器的结构综合优化设计提供了理论基础。     

分凝对Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-38%PbTiO3单晶的成分及介电、压电性能的影响

研究了用改进的Bridgman法生长的PMNT62/38单晶在其生长过程中的分凝现象,研究了分凝导致的成分不均匀及其对介电和压电性能的影响.XRFA分析表明,PMNT62/38单晶底部的PbTiO3(PT)含量为x=35.2mol％,而顶部的PT含量为43mol％.底部晶体(001),(110)和(111)三种切型的晶片加电场极化后,其介电和压电性能出现了异常的现象.(110)切型的压电模量最大,为1200pC/N;(111)次之,为789pC/N;(001)最低,为371pC/N.极化后的(110)和(111)晶片在室温、1kHz频率下的相对介电常数(两种切型的εr都在10000左右),约为(001)晶片(ε_r-5000)的1倍,并且介电常数在低温端有上升的趋势.