(Bi_(1/2)Na_(1/2))_(1-x)Ba_xTiO_3系无铅压电陶瓷的现状

综述了(Bi1/2Na1/2)1-xBaxTiO3系无铅压电陶瓷的最新研究进展。简述了A位非化学计量改性及几种较成功的掺杂改性方法。将A位掺杂(如La3+)、B位掺杂(如Co3+、Nb5+)以及综合掺杂(如Ce3+、Ce4+)的优缺点和掺杂机理进行了归类比较。解释了各系统中相应掺杂引起性能变化的原因,为进一步开展无铅压电陶瓷的研究提供参考。     

Bi0.5Na0.5TiO3系无铅压电陶瓷的研究

概述了Bi0.5Na0.5TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷的研究近况。第二组元化合物的加入能使BNT陶瓷的矫顽场降低，使BNT基陶瓷的压电性能得到了提高。根据BNT基无铅压电陶瓷的A位和B位原子的原子量、离子半径和电负性，研究了BNT基压电陶瓷的性能与这些参数的关系。     

Bi1/2Na1/2TiO3-Bi1/2Na1/2(Nb2/3Zn1/3)O3-BaTiO3无铅陶瓷压电介电性能

采用传统陶瓷制备方法,制备出新型无铅压电陶瓷,并对该体系无铅陶瓷的相结构、介电和压电性能进行了研究.结果表明:所研究的组成均能够形成纯钙钛矿(ABO3)型固溶体;随着BaTiO3含量的增加,压电系数d33先增大后减小.同时陶瓷材料的介电常数-温度曲线显示该体系材料具有明显的弛豫铁电体特征.     

无铅压电陶瓷钛酸铋钠(NBT)的掺杂改性研究

在无铅压电陶瓷（Na0.5Bi0.5)TiO3(NBT)中加入BaTiO3(BT)及微量Sb2O3，对其进行掺杂改性研究。通过研究不同加入量对NBT性能的影响，得到了较佳性能的材料配方为（Na0.5Bi0.5)0.92Ba0.08TiO3 ySb2O3(量分数y=0.0005%)。     

纳米Na0.5Bi0.5TiO3粉体的水热合成研究

以Bi(NO3)3·5H2O、Ti(OC4H9)4为原料,研究和分析了水热条件下Na0.5Bi0.5TiO3(BNT)晶体生长和形成的影响因素.结果表明,在反应温度为160～180℃,保温时间为4～16h,NaOH浓度为4～12mol/L的条件下可制备出高纯度的纳米Na0.5Bi0.5TiO3粉体,其颗粒尺寸约为15～60nm.     

（0.82-x）Bi0.5Na0.82Ti O3-0.18Bi0.5K0.18TiO3-xBiFeO3（x=0.01-0.07）无铅压电陶瓷的制备及其电学性能的研究

采用传统的固相烧结法于1120℃烧结2 h得到（0.82-x）Bi0.5Na0.82Ti O3-0.18Bi0.5K0.18TiO3-xBiFeO3（x=0.01-0.07）无铅压电陶瓷,并对该体系陶瓷的微观结构和电学性能进行了研究。结果表明,BiFeO3的引入量x为0.01-0.07时,样品均为具有MPB准同型相界（三方相和四方相共存）的钙钛矿结构。BiFeO3的引入使陶瓷的晶粒度略有增加;当x=0.03时,样品达到最大致密度。为97.7%;陶瓷的压电常数d33随BiFeO3的引入而降低。陶瓷的相对介电常数εr和居里温度随BiFeO3的引入而明显增大,在x=0.03时达到最大值。     

Synthesis and Piezoelectric Properties of Lead-free （ Bi0.5 Na0.5 ）1-x（BaaSrb）xTiO3 Ceramics

A new group of lead-free piezoelectric ceramics,（Bi0.5 Na0.5）1-x（BaaSrb）xTiO3（abbreviated as BNBST[100x-100a/100b],0〈x〈1,a＋b=1）,was synthesized.The ceramics were prepared by conventional ceramic sintering technique,and the ceramics with density of 95% of the theoretical one can be sintered without the atmosphere control during the sintering process.The results of the X-ray diffraction（XRD） data show that the ceramics possess a single perovskite phase.The measurements of dielectric and piezoelectric properties reveal that the ceramics provide relatively high piezoelectric charge constant d33 and high planar electromechanical coupling factor kp.For the BNBST6-95/5 ceramics,d33 is equal to 170pC/N,and kp is equal to 32.0%.The fabrication technique for these ceramics is conventional and stable.     

BNT无铅压电陶瓷体系的设计及制备工艺研究

本文采用传统陶瓷工艺,制备得到Bi0.5（Na1-x-yKxLiy）0.5TiO（3简称BNKLT）无铅压电陶瓷,运用X射线衍射、扫描电子显微镜对其进行了分析表征;通过压电、介电性能的对比,讨论了烧结温度对BNKLT陶瓷的影响;运用热分析及X射线衍射等手段,确定了粉体的热处理温度,并讨论了烧结温度对BNKLT陶瓷性能的影响;通过最终所得陶瓷的性能对比,确定制备的较优工艺参数。     

钡钙锶共掺杂钛酸铋钠无铅压电陶瓷的制备及性能

采用溶胶-凝胶法制备工艺制备了（1-x）（Na0.5Bi0.5）TiO3-xBa0.092Ca0.03Sr0.05TiO3（x=0.04、0.06、0.07、0.08）系无铅压电陶瓷。研究了陶瓷的铁电、压电性能和显微结构。结果表明,该体系陶瓷在x=0.06时,其压电常数d33,机电耦合系数kp,厚度耦合系数kt,相对介电常数rε,介质损耗tgδ,分别为152,0.24,0.47,1 250,0.04。     

钡钙锶共掺杂钛酸铋钠无铅压电陶瓷的制备及性能

采用溶胶-凝胶法制备工艺制备了(1-x)(Na0.5Bi0.5)TiO3-xBa0.092Ca0.03Sr0.05TiO3(x=0.04、0.06、0.07、0.08)系无铅压电陶瓷.研究了陶瓷的铁电、压电性能和显微结构.结果表明,该体系陶瓷在x=0.06时,其压电常数d33,机电耦合系数kp,厚度耦合系数kt,相对介电常数εr,介质损耗tgδ,分别为152,0.24,0.47,1 250,0.04.     

Synthesis and Piezoelectric Properties of Lead-free (Bi_(0.5)Na_ (0.5))_ 1-x(Ba_aSr_b)_xTiO_3 Ceramics

planarelectromechanicalcouplingfactor;piezoelectricchargeconstant1Introduction Leadoxide basedpiezoelectricceramics,suchasPb(Ti,Zr)O3(PZT),arenowwidelyusedinvariousappli cationssuchastransducers,filters,oscillatorsandactua torsbecauseoftheirsuperiorpiezoe…     

Li元素对Bi0.5Na0.5TiO3基无铅压电陶瓷压电性能的影响

针对目前无铅压电陶瓷的压电常数d33偏小的情况,采用传统的固相反应烧结方法制备得到了高压电性能的Bi0.5Na0.5TiO3基无铅压电陶瓷Bi0.5(Na0.7K0.3-xLix)0.5TiO3(x=0.04,0.08,0.12,0.16,0.20),研究了Li元素的添加量对陶瓷的烧结温度以及压电性能的影响.研究结果表明,Li元素对K的替代可以降低陶瓷的烧结温度,提高样品致密度,适量的Li可以大幅度提高陶瓷的压电性能.陶瓷样品的压电常数d33和平面机电耦合系数kp随着Li含量的增加先增大后减小,在1 090 ℃的烧结温度下,Li含量x=0.08时的陶瓷样品表现出最佳的压电性能,压电常数d33=212 pC/N,平面机电耦合系数kp=33%.     

Zn_(1/3)Nb_(2/3)含量对xPMnS-(1-x)PZN性能的影响

以xPMnS-(1-x)PZN四元系压电陶瓷为研究对象,通过研究Zn1/3Nb2/3含量的变化对0.5PMnS-0.5aPZN材料结构与性能的影响,获得具有高压电活性的0.5PMnS-0.5aPZN陶瓷材料。结果表明,四方相结构的0.5PMnS-0.5aPZN材料压电活性优于三方相结构,性能最好的组成位于MPB(四方相边界)附近靠近四方相含量较高的区域,组成Zn1/3Nb2/3含量的变化影响了MPB的位置。     

(Na_(0.5)K_(0.5))NbO_3基无铅压电陶瓷压电常数的研究

针对目前无铅压电陶瓷的压电常数d33偏小的情况,采用传统的烧结方法制备了(Na0.5K0.5)NbO3基无铅压电陶瓷(Na0.5K0.45Li0.05)Nb0.95-xSbxTa0.05O3(x=0.03,0.06,0.09,0.12),研究了在Li和Ta含量固定的情况下,Sb元素的添加量和烧结温度对陶瓷的压电常数的影响.研究结果表明,适量Sb元素的掺杂可以大幅度提高陶瓷的压电常数d33,陶瓷样品的压电常数d33随着Sb含量的增加先增大后减小.烧结温度可以影响陶瓷的密度,进而影响其压电常数.在1130℃的最佳烧结温度下,Sb含量x=0.09时,陶瓷样品表现出最佳的压电性能,压电常数d33=328 pC/N.     

Zn1/3Nb2/3含量对xPMnS-(1-x)PZN性能的影响

以xPMnS-（1-x）PZN 四元系压电陶瓷为研究对象,通过研究Zn1/3Nb2/3含量的变化对0.5PMnS-0.5aPZN材料结构与性能的影响,获得具有高压电活性的0.5PMnS-0.5aPZN陶瓷材料.结果表明,四方相结构的0.5PMnS-0.5aPZN材料压电活性优于三方相结构,性能最好的组成位于MPB（四方相边界）附近靠近四方相含量较高的区域,组成Zn1/3Nb2/3含量的变化影响了MPB的位置.     

Ce4+及La3+掺杂对(Bi0.5Na0.5) Ba0.06TiO3 陶瓷压电性能的影响

采用固相法制备工艺制备了质量分数CeO2(0-0.6%)和La2O3(0-1.3%)掺杂的(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3(BNBT6)无铅压电陶瓷.研究了合成产物的晶体结构、压电性能以及压电常数温度稳定系数.结果表明:所有组成均呈三方结构的钙钛矿型固溶体特征;当CeO2掺杂量为质量分数0.4%、La2O3掺杂量为质量分数1.0%时,陶瓷具有较好的压电性能,与纯BNBT6相比,分别提高了12%和15%;2种掺杂离子均能够改善陶瓷材料压电性能的温度稳定性.     

Y3+取代Bi3+对Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7陶瓷烧结温度的影响

采用固相反应制备Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7微波陶瓷,并借助X射线、扫描电镜、LCR4284测试仪,研究Y3 取代Bi3 对Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7陶瓷烧结特性及介电性能的影响。研究结果表明:随着Y3 替代量的增加,晶粒尺寸减小,介电常数先减小后增大,烧结温度升高;适量的Y3 替代可以获得性能很好的BZN介质材料。     

Li-Ti共掺对Bi2(Zn1/3 Nb2/3)2O7陶瓷介电性能的影响

采用固相反应法制备(Bi1.975Li0.025)(Zn1/3Nh2/3-x/2Tix/2)2O7,陶瓷,研究了当Li 的替代量一定时,不同量的Ti4 替代Nb5 对BLXNT系介质材料介电性能的影响.研究结果表明:在取代的范围内仍然保持单斜焦绿石相;1MHz介电常数的温度系数由225.35×10-6/℃逐渐增加到416.48×10-6/℃;在-30℃≤T≤130℃,观察到BLZNT样品出现介电损耗弛豫现象,随着掺杂含量的增加,介电损耗弛豫峰向高温移动.