高温电容器用BNT-NN纳米瓷料合成与介电性能研究

高能球磨法是一类简单有效制备陶瓷纳米颗粒的粉体技术,在多层陶瓷电容器制造领域可以实现高活性介电瓷料可控合成,有利于降低流延膜厚,提升电容密度。以Bi_(0.5)Na_(0.5)Ti O_3-Na Nb O_3(BNT-NN)二元体系为研究目标,在先期煅烧成相的基础上,采用高能球磨技术对BNT-NN煅烧粉体进行细化。研究表明,高能球磨法可以快速实现煅烧粉体尺度由微米级向纳米级转变,利用纳米瓷料致密化烧结获得的陶瓷晶粒尺寸相对于常规瓷料制备的陶瓷减小1/3,且电容温度稳定性在-60到300℃的宽广温区小于±15%,有望应用于高温多层陶瓷电容器。     

NaNbO3的溶胶-凝胶制备与放电等离子烧结

铌酸钠陶瓷具有反铁电特征和复杂的相变序列,在介电储能与压电器件领域潜在重要应用。但是,传统陶瓷工艺难以制备均匀致密的铌酸钠陶瓷,影响其性能优化。本文将溶胶-凝胶粉体制备技术与放电等离子烧结技术相结合,构建铌酸钠细晶陶瓷。结果显示,采用水基溶胶-凝胶法,可合成高活性,平均粒径仅40 nm的纯钙钛矿相纳米粉体,以其为前驱体进一步进行放电等离子烧结可获得平均粒径1 ~ 2 μm的致密陶瓷。电学测试证明铌酸钠陶瓷中缺陷偶极子可以诱导反铁电—铁电相变,室温下材料介电常数具有优良的频率稳定性,且介电损耗仅为0.018(1 kHz)。本工作不仅获得在无铅铁电器件领域潜在应用价值的铌酸钠细晶陶瓷,而且相关技术路线设计为制备其它铌酸盐功能陶瓷提供新的工艺思路。     

Pb(Zn1/3Nb2/3)0.2(Hf1-xTix)0.8O3陶瓷压电能量收集特性研究

采用铌铁矿前驱体两步法制备了Pb(Zn_1/3Nb_2/3)_0.2(Hf_1-xTi_x)_0.8O₃(PZNH_1-xT_x)钙钛矿压电陶瓷,研究了铪钛比对陶瓷相结构、电学性能和能量收集特性的影响。结果表明,当x=0.52时,陶瓷样品位于准同型相界,具有最优综合压电性能：居里温度T_C=287 ℃,品质因数FOM≈14 753×10^-15 m²/N,压电电荷常数d₃₃=492 pC/N。由该组成材料构建的悬臂梁型压电能量收集器输出功率密度高达4.16 μW/mm³,所转化的电能可成功点亮138盏并联的LED灯。结果表明,PZNHT陶瓷在压电能量收集领域具有良好的应用潜力。     

压电陶瓷性能波动对加速度传感器性能影响

根据压缩式加速度传感器的结构建立其有限元模型;并利用ANSYS10.0软件对加速度度传感器进行仿真计算,分析了压电陶瓷材料的压电常数和弹性柔顺系数对灵敏度和幅频特性的影响;该计算结果为压电陶瓷材料的选择及陶瓷材料制备工艺的改进提供了参考依据.     

合成方法对0.2PZN-0.8PZT陶瓷交流阻抗性能的影响

分别采用一步固相法和二步预产物法合成0.2PZN-0.8PZT压电陶瓷,并对样品进行微结构和交流阻抗性能解析。结果表明两种方法均制备出纯钙钛矿相陶瓷。但是,二步预产物法合成的陶瓷晶粒尺寸显著增大且均一性提高。在相同阻抗测试温度区域,二步预产物法合成的陶瓷弛豫时间范围明显变宽,表现出较强的弛豫性。根据阿累尼乌斯公式对弛豫时间进行拟合,可以看出二步预产物法得到陶瓷激活能大于一步固相法合成样品,具有较低的氧空位浓度。     

压电器件用KNN基无铅压电陶瓷的研究进展

(K, Na)NbO₃(KNN)基无铅压电陶瓷作为一种环境友好型材料,兼具较高的居里温度和可调控的相界结构,在压电器件领域展示出潜在的应用前景,引起了广泛关注和大量研究。对其物相组成、制备工艺、性能调控等方面的研究进展进行了评述,并重点介绍了其在压电器件领域的实际应用,最后对KNN及其在器件应用方面未来的研究和发展方向进行了总结展望。     

PZN-PZT多元系压电陶瓷的研究进展

PZN-PZT压电陶瓷由于具有优越的电学性能和较高的居里温度而成为目前研究与应用最为广泛的多元系压电陶瓷材料之一.本文主要介绍了其结构特点、改性方法及器件应用的研究进展,并展望了其发展趋势.     

FeTiNbO_6金红石型陶瓷的结构和介电弛豫行为研究

采用固相合成法制备出致密的FeTiNbO6陶瓷,研究了材料的相结构与电学行为。结果显示,样品为四方金红石结构,晶胞参数a=b=0.4652 nm,c=0.3013 nm。相对于纯金红石型TiO2,FeTiNbO6陶瓷晶格畸变增大,诱发体系出现铁电行为。此外,样品呈现弥散相变与频率色散现象,这与金红石结构中等同八面体中心位不等价离子的占据相关。样品的直流电导率主要来源于氧空位的电离与迁移,其转变点靠近相变区域。研究表明FeTiNbO6是一种具有应用潜力的新型无铅弛豫铁电体。     

K0.5Bi0.5TiO3:ZnO无铅铁电复合陶瓷的退极化行为

为了抑制K_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3的退极化现象,提高铁电性能,以K_2CO_3、TiO_2、Bi_2O_3及ZnO为原料,通过二步固相法合成无铅铁电复合陶瓷K_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3:ZnO(KBT:ZnO).通过X射线衍射、扫描电子显微镜、铁电和介电测试分析了复合陶瓷的微观结构和介电行为.结果表明:KBT中引入20%(物质的量百分数)的ZnO后,复合陶瓷中生成了第三相Zn2TiO_4,同时,KBT的极化能力及其铁电行为得到改善.阻抗测试表明复合铁电陶瓷内部只存在一种导电机制,即电子电导.特别是ZnO的引入抑制了KBT由正常铁电体向弛豫铁电体的相转变,对KBT的应用和研究有着重要的作用.