(1-x)Na0.5K0.5NbO3-xBiNiO3无铅压电陶瓷的制备与性能

利用传统固相合成法制备了(1-x)Na0.5K0.5NbO3-xBiNiO3 ( (1-x)NKN- xBN) 无铅压电陶瓷.采用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对其显微结构与性能进行研究.结果表明,该体系所研究组分范围内均能形成典型的ABO3型钙钛矿结构,在x=0.006～0.008间存在准同型相界(MPB).体系主要压电性能在x＝0.008左右获得优化,其压电常数d33和机电耦合系数kp 均达到极大值(分别为135 pC/N和44%), 机械品质因数Qm为122,正交-四方转变温度TO-T和居里温度TC分别为155 ℃和385 ℃.     

锂掺杂对K0.5Na0.5NbO3无铅压电陶瓷电性能的影响

采用固相法制备了Li掺杂K0.5Na0.5NbO3无铅压电陶瓷,即K0.5Na0.5NbO3+x/2%Li2CO3(KNN-xL)。研究了不同Li摩尔分数(x分别为0,0.25,0.50,0.75,1.00,1.50)样品的物相组成、显微结构及电性能。结果表明,室温下所有样品都具有正交相的钙钛矿结构。随着Li摩尔分数的增加,样品的压电常数d33、平面机电耦合系数kp、机械品质因数Qm及密度ρ都先升高后降低,介电损耗tanδ普遍比未掺杂的低,当x=0.5时综合性能达到最优,即d33=122pC/N,kp=41%,Qm=115,εr=548,tanδ=0.022,ρ=4.32g/cm3。另外正交到四方相变温度逐渐降低,居里温度逐渐升高。     

0.8Na0.5Bi0.5TiO3-0.2K0.5Bi0.5TiO3复合掺杂铌酸钾钠压电陶瓷的结构及性能

采用液相包覆法制备了(1-x)(0.5NaNbO3-0.5KNbO3)-x(0.8Na0.5Bi0.5Ti03-0.2K0.5Bi0.5TiO3)(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05)(KNN-BNKT)无铅压电陶瓷.研究了BNKT掺杂量x对KNN陶瓷的结构、介电、压电性能的影响.结果表明,制备的...     

(Na,K,Li)(Nb,Sb)O3无铅压电陶瓷的性能

采用传统的固相反应法和普通烧结工艺,制备了A位和B位复合的(Na0.5+xK0.44Li0.06–x)Nb0.95Sb0.05O3(x=0,0.006,0.012)系无铅压电陶瓷样品,并对样品的压电、机电性能进行了研究。结果表明:该陶瓷系列具有很高的压电应变常数(x=0.006时d33=243pC/N)、低的介质损耗(tanδ<2×10–2)、较高的机电耦合系数(x=0.012时,k33=0.632)、高的铁电顺电相变温度(tC约400℃)。这些性能显示了它是一种替代铅基PZT的具有很好应用前景的无铅压电陶瓷。     

水热粉体制备(K, Na) NbNO3陶瓷的电学性能研究

利用水热法分别合成NaNbO3与KNbO3粉体,将其按摩尔比1∶1充分混合均匀后,于1 040～1 100℃常压烧结2h制备了(K,Na) NbO3 (KNN)无铅压电陶瓷.研究了烧结温度对KNN陶瓷的相组成、显微结构、体积密度及电学性能的影响.X线衍射(XRD)结果显示,混合粉体经烧结后形成了单一的铌酸钾钠固溶体;场发射扫描电镜(FESEM)测试分析表明,适当提高烧结温度能促进陶瓷晶粒长大,提高其致密度,从而改善样品的压电性能.当烧结温度为1 080℃时,陶瓷的体积密度达到最大值(4.46 g/cm3),此时性能最佳:压电常数d33=96 pC/N,平面机电耦合系数kp=0.37,品质因数Qm=108,介电常数εr=450,介电损耗tanδ=0.024和居里温度Tc=417℃.     

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℃。     

K0.5Na0.5NbO3掺杂对BaTiO3陶瓷介电性能的影响

采用固相反应法制备了(K0.5Na0.5)NbO3(KNN)-BaTiO3陶瓷.借助XRD、SEM和阻抗分析仪研究了KNN掺杂对BaTiO3陶瓷微观结构及介电性能的影响.结果表明:掺杂KNN的BaTiO3陶瓷均呈现出单一钙钛矿结构.KNN掺杂能够促进BaTiO3陶瓷的烧结并提高其致密度.随KNN掺杂量(摩尔分数)的增加...     

锰掺杂对钠过量K0.5Na0.7NbO3无铅陶瓷结构及介电性能影响

采用一种新颖的混合钙钛矿结构法制备了锰掺杂钠过量K_(0.5)Na_(0.7)NbO_3-xMnO_2陶瓷,研究了不同锰掺杂量和烧结温度对该系列陶瓷微观结构、形貌和介电性能的影响。研究表明,锰掺杂改善了该系列陶瓷的烧结特性;陶瓷样品中均形成了正交钙钛矿结构,但同时都存在少量第二相物质;随着烧结温度的升高,陶瓷样品中第二相物质的含量逐渐减少;在不同锰掺杂量陶瓷样品的SEM分析中可以看出,掺少量锰的陶瓷样品出现晶粒异常长大且大小不均匀现象;1100℃烧结的锰掺杂量为摩尔分数1.5%的陶瓷中含有最少的第二相物质和最优的综合介电性能,即具有均匀的晶粒大小、最大的相对介电常数和较小的介电损耗,该陶瓷样品由正交向四方的相转变温度为176℃、居里温度为403℃。     

银掺杂Bi0.5(Na0.825K0.175)0.5TiO3陶瓷的结构与性能

采用传统固相法制备了无铅压电陶瓷Bi0.5(NA0.825K0.175)0.5TiO3+x%Ag2O(BNKTA-x,质量分数x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,1.0,1.5),利用XRD、SEM等测试技术分析表征了该体系陶瓷的结构、压电与介电性能.XRD分析表明,在1 175℃/2 h烧结条件下,当Ag的质量分数低于1.0%时,陶瓷呈单一相的钙钛矿结构.所有陶瓷晶粒大多成四方晶形,晶界明显,表面致密度高,Ag的引入促进了陶瓷晶粒的生长.另外,加入Ag后,陶瓷样品气孔率降低,当Ag的质量分数在0.3%附近时陶瓷的致密性最好.BNKTA-x体系陶瓷具有较好的电学性能:压电常数d33=147 pC/N,机电耦合系数kp=0.31,介电常数εr=1 059,介电损耗tanδ=0.029,机械品质因数Qm=247.     

Nd2O3掺杂K0.5Na0.5NbO3无铅压电陶瓷压电性能的研究

采用传统固相反应法制备了K<,0.5>Na<,0.5>NbO<,3-x>Nd<,2>O<,3>(简称KNN-<,x>Nd)系列无铅压电陶瓷,研究了不同Nd<,2>O<,3>含量(x=0,0.05,0.15,0.25,0.35,0.50,0.60,1.00)样品的物相组成、显微结构及压电性能.结果表明:A位的Nd<'3+...     

Electrical Properties of Textured (KNa)0.44Li0.06Nb0.84Sb0.06Ta0.1O3 Thick Films

Lead-free (KNa)_0.44Li_0.06Nb_0.84Sb_0.06Ta_0.1O₃ textured thick films with 25?μm thickness were fabricated by the reactive templated grain growth method. The influence of LiSbO₃ substitution on the degree of grain orientation was investigated. The addition of LiSbO₃ improved the dielectric properties of the K_0.5Na_0.5NbO₃ potassium sodium niobate (KNN) textured thick films. Leakage current behavior of the thick film was also reduced due to the LiSbO₃ doping, which is explicable based on the space-charge-limited current mechanism. It was also found that the problem of interface effect was alleviated due to the presence of LiSbO₃. Piezoelectric properties of thick film were improved dramatically owing to the co-effect of texturing and LiSbO₃ doping, with d ₃₃ ^* being sharply increased from 38?pm/V to 173?pm/V.     

工艺条件对KNNT陶瓷性能的影响

采用传统固相反应法制备了(K0.5Na0.5)(Nb0.7Ta0.3)O3(KNNT)无铅压电陶瓷。通过XRD、SEM分析方法分别研究了预烧后粉体和烧结后样品的晶体结构和微观形貌,以及预烧、烧结条件对样品性能的影响。结果表明,预烧后的粉体和烧结后的样品的晶体结构分别为四方相和斜方相;在860～920℃预烧,选择合适的烧结温度均可获得性能优异的陶瓷样品。较佳工艺条件为900℃预烧、1180℃烧结,样品d33可达到205pC/N,kp、k33分别为45.9%、60.5%。     

Na补偿的(Na,Bi)TiO3-Ba (Zr,Ti)O3无铅压电陶瓷

研究了(1-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3-yBa(ZrxTi1-x)O3无铅压电陶瓷,获得压电应变常数d33高达185 pC/N的0.94(Na0.5Bi0.5)TiO3-0.06Ba(Zr0.055Ti0.945)O3压电陶瓷。添加0.04%摩尔过量Na2CO3的0.94(Na0.5Bi0.5)TiO3-0.06Ba(Zr0.055Ti0.945)O3高性能压电陶瓷d33高达195 pC/N。研究发现添加Na2CO3添加量至0.04%摩尔,Na起到软性添加物的作用,添加量超过0.04%,Na起到硬性添加物的作用.理论解释了过量Na的这一特性.为了降低介电损耗,对0.94(Na0.5Bi0.5)TiO3-0.06 Ba(Zr0.055Ti0.945)O3陶瓷进行了(Ce,Mn)掺杂改性研究。     

Piezoelectric and Dielectric Properties of Nonstoichiometric (Na0.5K0.5)0.97(Nb0.90Ta0.1)O3 Ceramics Doped with MnO2

MnO₂-added nonstoichiometric (K_0.5Na_0.5)_0.97(Nb_0.90Ta_0.1)O₃ lead-free piezoelectric ceramics were prepared by conventional sintering processes. X-ray diffraction data show that MnO₂ diffuses into the lattice of (K_0.5Na_0.5)_0.97 (Nb_0.90Ta_0.1)O₃ ceramics and forms a pure perovskite structure with orthorhombic symmetry. The microstructure of the samples showed that a certain amount of MnO₂ addition could improve the crystalline grain growth. The addition of a small amount of MnO₂ increased the mechanical quality factor (Q _m), piezoelectric constant (d ₃₃), and electromechanical coupling factor (k _p). At room temperature, (K_0.5Na_0.5)_0.97(Nb_0.90Ta_0.1)O₃ ceramics doped with 0.4?mol% MnO₂ showed piezoelectric properties suitable for low-loss piezoelectric actuator applications: k _p?=?0.43, Q _m?=?1212, d ₃₃?=?112?pC/N, and tan?δ?=?0.023.     

铌酸钠钾基无铅压电陶瓷的相结构与压电性能

采用传统固相反应合成法制备了结构致密的(1-x)Na0.5K0.5NbO3-xLiTaO3(KNNT)无铅压电陶瓷,研究了LiTaO3对Na0.5K0.5NbO3材料晶体结构和压电性能的影响。结果表明,随着LiTaO3含量的增加,材料的钙钛矿结构由斜方相向四方相转变,KNNT材料的准同型相界位于0.04 mol相似文献   

Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3-(Bi1-yLay)FeO3压电陶瓷的制备和性能

采用传统固相法制备了新型(1-x)Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3-x(Bi1-yLay)FeO3无铅压电陶瓷,利用了XRD、SEM等测试技术表征了该陶瓷的晶体结构、表面形貌、介电和压电性能.研究结果表明,在所研究的组成范围内陶瓷材料均能形成纯的钙钛矿结构固溶体,陶瓷晶粒尺寸随x、y的增加而增加.压电性能随x的增加先增加后减少,随y的增加先减小后增大,在x=0.005,y=0.9时,压电常数及机电耦合系数达到最大值(d33=149 pC/N,kp=0.27).     

溶胶–凝胶法制备BNBT系陶瓷的热释电性能

研究了采用溶胶–凝胶工艺制备的(Bi0.5Na0.5)1xBaxTiO3(x=0,0.06,0.08)系(简称BNBT)无铅压电陶瓷的热释电性能。研究发现该工艺制备的(Bi0.5Na0.5)1xBaxTiO3系陶瓷室温附近具有较强的热释电性,热释电系数P大大高于传统工艺制备的同种样品的性能。随着Ba离子浓度的增加,热释电系数P在x=0.06时达到最大,P为3.9104 Cm2·K1。溶胶–凝胶工艺制备的(Bi0.5Na0.5)1xBaxTiO3系陶瓷具有较大热释电系数,起因于该类材料压电性较强、退极化温度较低。