(1-x)LiNbO_3-xBiAlO_3(x=0～0.7)陶瓷的制备及性能

采用固相合成法制备了(1–x)LiNbO3-x BiAlO_3(x=0,0.01,0.03,0.05,0.07)无铅压电陶瓷。研究了BiAlO_3对Li NbO_3陶瓷的物相结构、显微组织、介电及压电性能的影响。研究表明:当掺杂量为0.01时,所得陶瓷为纯相钙钛矿结构,当掺杂量超过0.03时出现杂相。所得陶瓷的相对密度均在96%以上,具有较好的致密度。随BiAlO_3含量的增加,晶粒尺寸略有增大。BiAlO_3的加入使复介电常数的共振峰有向低频方向移动的趋势。压电及介电性能的变化规律与晶粒尺寸变化一致,即随BiAlO_3含量的增加,d33和复介电常数的实部ε′均在x=0.07时出现最大值。因此,适量添加BiAlO_3可以增加LiNbO_3陶瓷的介电性能与压电性能。     

铋基无铅压电陶瓷Bi0.5(Na0.82K0.18)0.5TiO3-BiCrO3的微观组织与电性能

采用传统陶瓷制备方法,制备一种新型无铅压电陶瓷 (1-x)Bi0.5(Na0.82K0.18)0.5TiO3-xBiCrO3 (BNKT-BCx).研究Bi基铁电体BiCrO3对BNKT-BCx陶瓷晶体结构和压电介电性能的影响.结果表明:在所研究的组成范围内,陶瓷材料的主体结构为纯钙钛矿固溶体,微量BiCrO3(x=0～0.02,摩尔分数)不改变陶瓷的晶体结构;当BiCrO3含量x＞0.02时,晶体结构由三方、四方共存转变为伪立方结构,并出现明显的第二相;当x=0.015时,d33=168 pC/N;当x=0.01时,kp=0.32,为该体系压电性能的最大值;随BiCrO3含量的增加,陶瓷的低温介电反常峰向低温移动,高温介电反常峰向高温移动,反铁电相区域增加,弥散指数增加.     

Nb掺杂PLZT压电陶瓷性能研究

探讨Nb2O5掺杂对Pb1-xLax(ZryTi1-y)1-x4O3(x=7%,0＜y＜1)(简称PLZT)压电陶瓷性能影响.通过X射线衍射及扫描电镜分析Pb1-xLax(ZryTi1-=y)1-x/4O3 0.5%NbzOs陶瓷的相组成和显微结构.结果表明合成温度1060℃时,可以得到钙钛矿结构.随着Nb2O5掺杂量的增大,四方相的含量减少,准同型相界向三方相移动.掺杂NbzO5的质量分数为0.5%,Zr/Ti=57.5/42.5时,得到的压电陶瓷介电、压电性能最优,εT33/ε0=3100,tan6=1.96%,d33=550PC/N,Kp=0.67.     

KNN-BT-BZ系无铅压电陶瓷的研究

采用传统电子陶瓷方法制备了(0.94-x)K0.49Na0.51NbO3-xBaTiO3-0.06BaZrO3(x=0～0.04mol,简称KNN-BT-BZ)体系无铅压电陶瓷,研究BaTiO3含量对该体系陶瓷的晶体结构与压电、介电性能的影响。结果表明:所研究组成范围内所有陶瓷样品均具有单一钙钛矿结构,随着BaTiO3含量x的增加,陶瓷的压电常数d33、平面机电耦合系数kp先增加后降低,机械品质因数Qm和介电常数εT33/ε0均增大,同时介电损耗tanδ减小。当x=0.03时,该组成陶瓷具有较好的压电性能:d33达322pC/N,kp为42%,Qm=193,εT33/ε0=423和tanδ=0.045。     

BCZT掺杂对KNLNTS无铅压电陶瓷的影响

采用固相反应法制备了(1-x)(K0.49Na0.51)0.98Li0.02(Nb0.77Ta0.18Sb0.05)O3-x(Ba0.85Ca0.15)(Ti0.9Zr0.1)O3[(1-x)KNLNTS-xBCZT,x=0～0.02]无铅压电陶瓷,系统研究了BCZT掺杂量对陶瓷电性能的影响。结果表明:BCZT的适量掺入有效地降低了陶瓷的介电损耗,使晶粒细化,增加了陶瓷致密度。随着BCZT掺杂量x的增加,陶瓷的晶体结构由正交相向四方相转变,在x=0.008～0.01区间出现正交相与四方相两相共存的区域。并在x=0.01时该组成陶瓷具有最佳的压电性能:压电常数d33=345pC/N,平面机电耦合系数kp=44.7%,机械品质因素Qm=63,介电损耗tanδ=0.026,以及较高的介电常数εT33/ε0=2248。     

Ta掺杂对无铅0.96[Bi_(0.5)(Na_(0.84)K_(0.16))_(0.5)TiO_3]-0.04SrTiO_3陶瓷微观结构和电性能的影响

采用传统的陶瓷制备方法,制备了一种钙钛矿型无铅压电陶瓷0.96[Bi_(0.5)(Na_(0.84)K_(0.16))_(0.5)(Ti_(1-x)Ta_x)O_3]-0.04SrTiO_3(简写为BNKT-ST-Tax)。研究了Ta对该体系陶瓷微观结构和压电介电性能的影响。结果表明:陶瓷材料均能形成纯钙钛矿固溶体,微量Ta不影响该体系陶瓷的晶体结构,但促进晶粒生长。随着Ta含量的增加,压电常数先增加后降低。在x=1.5%时,d_(33)=144pC/N,k_p=0.31为该体系陶瓷压电性能的最优值。当x=2.5%时电滞回线变得纤细,陶瓷向弛豫铁电体转变。随着Ta含量的增加,所得陶瓷的ε_r逐渐增大;tanδ先减小后增加,Td随Ta含量的增加向低温方向移动。     

NiW改性PMSZT压电陶瓷的性能研究

研究了NiW含量对PMS-xPNW-(0.95-x)PZT体系的相组成、显微结构、电性能的影响.结果发现:900℃合成温度下可以制备出完全的PNW-PMS-PZT钙钛矿压电陶瓷.随着NiW含量的增加,物相由四方相和三方相共存的准同型相界处过渡到三方相,居里温度下降.1090℃的烧结温度下,x=0.01时,PMS-xPNW-(0.95-x)PZT陶瓷性能优良,ε33T/ε0=1560,tanδ=0.002,Kp=0.613,Qm=1275,d333=365 pC/N.谐振频率变化率随温度变化由正到负.该体系适用大功率压电材料.     

NiW改性PMSZT压电陶瓷的性能研究

研究了NiW含量对PMS-xPNW-(0.95-x)PZT体系的相组成、显微结构、电性能的影响.结果发现900℃合成温度下可以制备出完全的PNW-PMS-PZT钙钛矿压电陶瓷.随着NiW含量的增加,物相由四方相和三方相共存的准同型相界处过渡到三方相,居里温度下降.1090℃的烧结温度下,x=0.01时,PMS-xPNW-(0.95-x)PZT陶瓷性能优良,ε33T/ε0=1560,tanδ=0.002,Kp=0.613,Qm=1275,d333=365 pC/N.谐振频率变化率随温度变化由正到负.该体系适用大功率压电材料.     

(1-x)K0.5Na0.5NbO3-xLiBiO3无铅压电陶瓷的结构与压电性能（英文）

采用传统固相反应制备了(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3–xLiBiO3[(1–x)KNN–xLB](x=0,0.0005,0.001,0.002,0.004,0.006,0.008,0.010)压电陶瓷,并分析研究了其微结构及电性能。结果表明,LB 掺杂的 KNN 陶瓷主要形成了钙钛矿结构,没有检测到第二相的存在,并且陶瓷的相结构出现直接由正交相过渡到立方相的"反常"转变;随着LB 掺杂量的增加,晶粒尺寸逐渐细化,陶瓷的压电常数d33、平面机电耦合系数kp先略有增加后显著下降,且分别在x=0.002和 x=0.001时达到最大值,分别为115pC/N和0.2701;陶瓷的介电常数εr随x增大先增加后略有降低,当 x=0.006时获得最大值,为871.8。     

(1-x)K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3-xLiBiO_3无铅压电陶瓷的结构与压电性能(英文)

采用传统固相反应制备了(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3–xLiBiO3[(1–x)KNN–xLB](x=0,0.0005,0.001,0.002,0.004,0.006,0.008,0.010)压电陶瓷,并分析研究了其微结构及电性能。结果表明,LB 掺杂的 KNN 陶瓷主要形成了钙钛矿结构,没有检测到第二相的存在,并且陶瓷的相结构出现直接由正交相过渡到立方相的"反常"转变;随着LB 掺杂量的增加,晶粒尺寸逐渐细化,陶瓷的压电常数d33、平面机电耦合系数kp先略有增加后显著下降,且分别在x=0.002和 x=0.001时达到最大值,分别为115pC/N和0.2701;陶瓷的介电常数εr随x增大先增加后略有降低,当 x=0.006时获得最大值,为871.8。     

MnSb含量对PMSZT压电陶瓷性能的影响

以固态氧化物为原料,采用传统方法制备PMSZT大功率压电陶瓷.研究MnSb含量对Pb1.04(Mn1/3Sb2/3)yZrxTi1-x-yO3陶瓷的相组成、显微结构及电性能的影响.结果发现Zr含量x=0.47,MnSb含量y=0.05时,组成处于准同型相界,晶粒致密均匀.随着MnSb含量的增加,居里温度降低.电性能在此组成处最佳ε33T/ε0=1420,d33=320pC/N,Kp=O.624,Qm=2400,tanδ=0.0030.Pb1.04(Mn1/3Sb2/3)0.05Zr0.47Ti0.48O3陶瓷介电和压电性能良好,可以满足大功率压电材料的使用要求.     

(K_xNa_(1-x))NbO_3基陶瓷的热稳定性研究（英文）

采用传统固溶反应法制备了(K_xNa_(1-x))_(1-y)Li_yNb_(0.80)Ta_(0.20)O_3(x=0.40~0.60;y=0.03,0.035,0.04)系列无铅压电陶瓷,研究了其压电性能的温度稳定性。实验得出在研究的组分范围内,陶瓷的压电常数d_(33)可达到250 pC/N,k_p到达50%。在高达约325℃的老化试验中发现,尽管在室温下存在多型相变的影响,但陶瓷的d_(33)和k_p值几乎一直保持不变。而且,陶瓷的k_p值在-50℃到120℃的宽温度范围内几乎不受温度影响,显示了很好的温度稳定性。另外还从两相共存的温度范围对陶瓷的热稳定性能进行了讨论。     

CuO掺杂(Ba0.7Ca0.3)TiO3-Ba(Zr0.2Ti0.8)O3无铅压电陶瓷的研究

用传统固相反应法在不同温度下烧结制备了不同含量CuO掺杂的0.45(Ba0.7Ca0.3)TiO3-0.55Ba(Zr0.2Ti0.8)O3(BCZT45)无铅压电陶瓷,研究了CuO掺杂对BCZT45陶瓷微观形貌、相结构、介电和压电性能的影响。X射线衍射(XRD)结果表明所有陶瓷均形成了钙钛矿结构,Cu2+固溶进入BCZT45晶格,Cu2+部分取代Ti4+引起晶格畸变。加入CuO改善了BCZT45陶瓷的烧结性能,降低了烧结温度,使陶瓷在1350℃即可烧结,提高了陶瓷密度。随着CuO含量的增加,陶瓷的介温曲线向低温方向移动。掺杂少量CuO后,BCZT45陶瓷的压电常数增大,随着CuO掺杂量的增加又急剧降低。掺杂CuO含量为0.25mol%的BCZT45陶瓷具有最好的电学性能:压电常数d33=340pC/N,室温介电常数εr=3147,介电损耗tanδ=0.025。     

(0.96Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3~-0.04BaTiO_3)-(0.98K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3~-0.02LiTaO_3)无铅压电陶瓷的结构分析与性能研究

研究了(1-x)(0.96Bi_0.5Na_0.5TiO_3-0.04BaTiO_3)-x(0.98K_0.5Na_0.5NbO_3-0.02LiTaO_3)(BNTBT-KNNLT)体系在0≤x≤0.07这一组分区域的结构和性能.X射线衍射谱发现,这一系列组分在室温下形成纯钙钛矿型固溶体,没有其他杂相产生.(111)峰的峰位和峰形随组分的变化有规律的变化.随着KNNLT组分的加入,压电及介电等性能有比较明显的改变.压电性能随KNNLT的加入出现最大值.当x=0.02时,压电常数d_(33)=125 pC/N.介电常数在室温下随组分的增加而增加.电滞回线的结果显示,尽管在BNTBT中掺杂了KNNLT,这一系列的压电陶瓷仍然具有较大的矫顽场.当x=0.02时,室温下介电常数和剩余极化强度分别为:ε_r=1455,P_r=32.3 μC/cm~2.实验结果表明适量的KNNLT掺杂进BNTBT中可以改善BNTBT的压电和介电性能.     

Ag+掺杂Na0.5K0.5NbO3无铅压电陶瓷的无压烧结及性能研究

铅基压电陶瓷在制备、使用及废弃处理过程中都会造成环境污染,随着环保意识的增强,无铅压电陶瓷必将逐步替代铅基压电陶瓷.Na0.5K0.5NbO3是一种很有潜力的无铅压电陶瓷,掺杂各种元素提升Na0.5K0.5NbO3陶瓷的压电性能成为当今研究热点之一.本研究以Ag2O、Na2CO3、K2CO3、Nb2O5为原料,经750 ℃焙烧分别合成了Na0.5K0.5NbO3和AgNbO3粉料,再经配料、混料与成型,在1060 ℃埋粉烧结,制备出Ag+掺杂的Na0.5K0.5NbO3无铅压电陶瓷(xAgNbO3-(1-x)Na0.5K0.5NbO3,ANKN),并在较宽成分范围内(Ag+含量,x=0～50 at%)系统研究了Ag+掺杂对ANKN陶瓷性能的影响.XRD结果表明,ANKN陶瓷的主相为钙钛矿型结构,当x＞16 at%,开始出现K5.75Nb10.85O30杂相,随着Ag掺杂量的增加,杂相的衍射峰增强.电学性能测试结果表明,当x＜20 at%,随Ag掺杂量的增加ANKN陶瓷的压电常数、介电常数等略有升高;当x＞20 at%,ANKN陶瓷的各项性能均开始降低;Ag掺加量为x=16 at%时ANKN陶瓷性能最佳,压电常数d33达到110 pC/N,平面机电耦合系数kp为30%,相对介电常数εr为358,居里温度Tc为300 ℃.     

(1-x)K0.44Na0.52Li0.04Nb0.86Ta0.10Sb0.04O3-xSrTiO3无铅压电陶瓷性能研究

采用传统固相法对(1-x)K0.44Na0.52Li0.04Nb0.86Ta0.10Sb0.04O3-xSrTiO3压电陶瓷进行了钛酸锶掺杂改性研究.使用XRD并结合常规压电陶瓷性能测试手段对该体系的显微结构、压电、介电性能等进行表征.研究结果表明,随着SrTiO3加入量的增大,材料的居里温度和压电性能逐渐下降,材料的介电温度峰形逐渐变宽,出现弛豫现象;陶瓷烧结性能改善.致密度增加.     

[(Bi_(1/2)Na_(1/2))_(0.94)Ba_(0.06)]_((1-x))Zr_xTiO_3陶瓷的介电性能及储能性能研究

采用传统固相反应法制备了无铅反铁电陶瓷[(Bi1/2Na1/2)0.94Ba0.06](1-x)ZrxTiO3(x=0,0.03,0.06,0.09),研究了材料的相结构、介电特性及储能性能。结果表明,此陶瓷的极化强度Ps、介电常数εr随着Zr含量的增加而减小,能量储存性能也随之改变。当x=0.03时,此材料的储能性能最好。     

PMS-xPNW-(0.95-x)PZT压电陶瓷材料的温度稳定性

采用传统固相法制备了Pb(Mn1/3Sb2/3)0.05(Ni2/3W1/3)x(Zr0.495Ti0.505)0.95-xO3(PMS-xPNW-(0.95-x)PZT)四元系压电陶瓷,研究了NiW含量对PMS-xPNW-(0.95-x)PZT体系的相组成、微观结构、机电性能、温度稳定性的影响.结果表明随着NiW量的增加,物相中四方相含量逐渐减少,三方相含量逐渐增大;适量的掺杂使PMSZT频移变小;机电耦合系数Kp,K31的温度稳定性得到改善;并且提高了体系的机电性能.     

PMS-xPNW-(0.95-x)PZT压电陶瓷材料的温度稳定性

采用传统固相法制备了Pb(Mn1/3Sb2/3)0.05(Ni2/3W1/3)x(Zr0.495Ti0.505)0.95-xO3(PMS-xPNW-(0.95-x)PZT)四元系压电陶瓷,研究了NiW含量对PMS-xPNW-(0.95-x)PZT体系的相组成、微观结构、机电性能、温度稳定性的影响.结果表明:随着NiW量的增加,物相中四方相含量逐渐减少,三方相含量逐渐增大;适量的掺杂使PMSZT频移变小;机电耦合系数Kp,K31的温度稳定性得到改善;并且提高了体系的机电性能.     

化学计量比偏移对钛酸铜钙陶瓷微观结构和电性能的影响

采用固相法制备了偏离化学计量的CCTO陶瓷样品(组成Ca Cu3+xTi4O12,x=–0.12~+0.12),研究发现Cu含量的改变对微观结构和介电性能影响显著。符合化学计量比的Ca Cu3Ti4O12(CCTO)陶瓷微观结构不均匀,部分晶粒发生异常生长,而CCTO晶粒间界存在明显的富Cu相析出。随着Cu含量减少,晶粒平均粒径减小并趋于均匀。电性能测试结果表明,标准化学计量或Cu过量(x=0~0.12)的CCTO陶瓷样品,表观介电系数、压敏电压与样品厚度的关系符合体型或晶界型特征,即表观介电系数与样品厚度无关,压敏电压与样品厚度成正比;减少Cu含量(x=0~–0.12),这种体型或晶界型特征逐渐转变为表面型特征,当x–0.08时,样品的表观介电系数与样品厚度成正比,压敏电压与样品厚度无关,表现出表面效应特征。