对铌锑锆钛酸铅系压电陶瓷的掺杂改性

通过对铌锑锆钛酸铅三元系固溶压电陶瓷的掺杂改性试验,发现以不同的等价离子如Ba~(2+)、Sr~(2+)等取代Pb~(2+)和以不同的金属离子如Nb~(5+)、La~(3+)、W~(6+)Fe~(3+)、Cr~(3+)、Mn~(3+)等掺杂(掺杂量0.5mol％～0.1mol％)对固溶铌锑锆钛酸铅陶瓷的压电、介电性能的影响明显不同。该文还讨论了烧结温度和保温时间对晶粒尺寸的影响。     

钽钪酸铅-钛酸铅制备工艺研究

采用XRD、SEM等分析技术,研究了制备工艺与(1x)Pb(Sc1/2Ta1/2)O3xPbTiO3(简称PSTT)结晶性能的关系。如选择适当的组分,在适当的温度下采用传统的电子陶瓷混合氧化物法可以获得全钙钛矿相结构的PSTT陶瓷;PSTT陶瓷晶粒细小均匀。     

镧掺杂钛酸铋钠钾系无铅压电陶瓷的制备工艺

利用XRD、SEM等技术分析方法,研究了工艺条件对[(Na0.5Bi0.5)0.82(K0.5Bi0.5)0.18]1-xLaxTiO3(x=0~0.1)无铅压电陶瓷的物相组成、显微结构和压电性能的影响。结果表明:提高合成温度至870~900℃有利于主晶相的形成;在1130℃下烧结可得到高致密样品。同时研究了极化工艺条件对材料压电性能的影响:极化温度保持在80~100℃之间,极化电场强度为4MV/m可以得到较好的压电性能。     

掺铟钪酸铋-钛酸铅压电陶瓷的制备及电学性能

采用固相反应法,制备了0.10BiInO3-(0.90-x)BiScO3-xPbTiO3(BISPTx,0.55≤x≤0.70)压电陶瓷,并对陶瓷样品的相结构,表面形貌和电性能进行了研究。结果表明,BiInO3和BiScO3-PbTiO3能够形成很好的固溶体,在1070℃烧结2h即可形成稳定钙钛矿结构的BISPTx陶瓷。当x=0.60时,BISPTx陶瓷具有优良的电学性能:d33=330pC/N,kp=0.423,tC=420℃。BiInO3的掺入可有效提高BISPTx陶瓷的tC,并提高其电阻率,降低漏导电流,使其在较高温度(300℃)下仍保持较低的tanδ(<0.05)。     

Sb改性CaBi_2Nb_2O_9高温压电陶瓷的研究

采用固相反应法获得改性的xSb-CaBi2Nb2O9(CBNO)(x=0~0.08)铋层状压电陶瓷。测试结果表明,加入Sb5+降低了烧结温度,提高了致密度和平面机电耦合系数,样品均为单一相,在Sb含量摩尔分数为4%时,晶粒形貌均匀,压电和机电性能达到最高,d33为12.6 pC/N,Kp=12.1%,tanδ=0.4%。添加物并没有显著降低CBNO陶瓷的居里温度,在700℃以下表现了良好的温度稳定性。     

改性钙钛酸铅陶瓷的电导性能研究

当掺钙钛酸铅(PCT)用作为压电、热释电材料时,除介电性能外,电导性能也是重要的性能参数。采用传统固相法制备掺钙钛酸铅系陶瓷,研究了不同掺杂量的Sb2/3Mn1/3及烧结助剂NiO、Bi2O3对陶瓷相结构、介电损耗和电导性能的影响。结果表明,在1 180℃下烧结2h,得到纯钙钛矿结构的改性陶瓷,陶瓷介电损耗降低;Sb2/3Mn1/3掺杂量对PCT系陶瓷在20~40℃的电阻温度稳定性有明显影响,随Sb2/3Mn1/3含量增加电阻温度系数(TCR)增大;在Pb0.80Ca0.20(Sb2/3Mn1/3)0.05Ti0.95O3中加入NiO、Bi2O3后有效降低了陶瓷在20~40℃的电阻温度系数;掺杂元素种类和掺杂量对陶瓷在20~80℃的TCR值基本没有影响,TCR值约为-0.15μ℃-1。     

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℃。     

SrBi2Ta2O9铁电陶瓷的制备及其Ca掺杂研究

采用聚合物前驱体法制备了单一铋系层状钙钛矿相SrBi2Ta2O9粉体,研究了不同烧成温度对SrBi2Ta2O9陶瓷相结构和介电、铁电性能的影响。结果表明,随着烧成温度的升高,晶粒沿c轴择优取向趋势增强;不同烧成温度下陶瓷介电常数和损耗均随频率升高而降低,1000℃时陶瓷有最大介电常数和较小的损耗,且陶瓷有较大的剩余极化值和较小的矫顽电场,分别为3.884μC/cm2和25.37kV/cm。不同Ca掺杂量掺杂后,SrBi2Ta2O9陶瓷的介电常数、损耗和剩余极化值均显著降低。     

CaBi_2Ta_2O_9基压电陶瓷的A位掺杂改性研究

该文采用固相反应法制备了铋层状结构Ca_(1-x)(LiCe)_(x/2)Bi_2Ta_2O_9(CBT-LC100x)高居里温度(T_C)压电陶瓷,研究了(Li_(0.5)Ce_(0.5))~(2+)复合离子掺杂对CaBi_2Ta_2O_9(CBT)基陶瓷晶体结构、介电、压电等性质的影响。结果表明,在选定(Li_(0.5)Ce_(0.5))~(2+)掺杂浓度范围内,CBT-LC100x陶瓷呈正交晶体结构。随着x增加,T_C趋于降低,从941℃降低至924℃。Ce离子的施主掺杂效应有利于电阻率及压电活性的提高,当x=0.06(x为摩尔分数)时,具有最优综合性能,T_C约为924℃,压电常数d_(33)约为8.1 pC/N, 650℃时电阻率为1.7×10~6Ω·cm。     

Ba2+掺杂对CaCu3Ti4O12陶瓷结构与电性能的影响

采用传统固相法制备了Ca1-xBaxCu3Ti4O12(x=0, 0.005, 0.010, 0.020, 0.030, 0.040, 0.050, 0100,摩尔分数) 陶瓷。用X线衍射仪、扫描电子显微镜、介电温谱测试系统及阻抗测试仪研究了Ba2+掺杂量的变化对Ca1-xBaxCu3Ti4O12陶瓷的相结构、微观形貌及电性能影响。研究结果表明,随着Ba2+掺杂量的增加,陶瓷试样产生了第二相CuO,同时Ba2+掺杂使CaCu3Ti4O12的晶格常数增大。Ca1-xBaxCu3Ti4O12陶瓷的晶粒尺寸随Ba2+掺杂量的增加而减小,气孔率随之降低。掺杂适量的Ba2+可有效降低CaCu3Ti4O12陶瓷的介电损耗,也可降低相对介电常数随温度的变化率。一定量的Ba2+掺杂还能增加CaCu3Ti4O12的晶界电阻。