PSN-PZN-PMS-PZT五元系压电陶瓷性能的研究

采用二次合成工艺得到了PSN—PZN—PMS—PZT五元系压电陶瓷。实验数据表明：组成在准同型相界处压电陶瓷的综合性能达最佳。在此基础上，分析组成在准同型相界处压电陶瓷的烧结温度与体密度、气孔率、晶粒大小及介电、压电性能的关系。结果表明，在合成温度为860℃时可得到钙钛矿结构。烧结温度1260℃保温3h条件下，得到一种综合性能优良的压电材料。主要参数为：ε33^T/ε0=1390，tanδ=0．32％，d33=303pC／N，kp=55．1％，Qm=1180。定量Sr^2＋、Ba^2＋的加入使相界向富锆方向移动，性能参数为，ε33^T/ε0=1162，tanδ=0．30％，d33=307pC／N，kp=56．8％，Qm=1230。     

合成工艺对五元系压电陶瓷性能的影响

固相法合成0.03PZN-0.03PSN-0.04PMS-0.09PZT五元系压电陶瓷,锆钛比为变量。研究了一、二次合成工艺对压电性能的影响。当采用一次合成工艺时,系统准同型相界在Zr/Ti为0.445/0.455~0.44/0.46附近;采用二次合成工艺后,系统的准同型相界向富Zr的方向发生了移动。采用二次合成工艺比一次合成工艺效果好,在烧结温度为1 260℃,Zr/Ti=0.435/0.465时,性能最好,其介电损耗tanδ=0.30%;rTε3=1 143;d33=303 pC/N;Qm=1 233;kp=55.1%;TC=309℃。二次合成使d33、kp、rTε3及矫顽场强Ec和剩余极化强度Pr都要比一次合成的试样的高。     

NBT-KBT-BT三元系无铅压电陶瓷的研究

借助NBT-KBT-BT相图,确定该系无铅压电陶瓷准同型相界的范围,用数学式z[(1-x)NBT-xBT]-(1-z)[(1-y)NBT-yKBT]概括该范围内的陶瓷组成。采用传统工艺制备无铅压电陶瓷,利用正交试验设计对x、y、z及预烧温度优化,890℃预烧,得到压电常数d33=144 pC/N、介电损耗tanδ=4.0%、介电常数rε=1 058的0.85NBT-0.144KBT-0.006BT压电陶瓷。XRD分析表明,所研究的组成均能形成钙钛矿结构,随着预烧温度的提高,杂峰减弱,至870℃杂峰逐渐消失。SEM分析表明,压电性能高的样品具有规则的几何外形,晶界明显,晶粒尺寸均匀且排列致密,表面没有空洞。压电性能差的样品晶粒尺寸不均匀,有异常长大的晶粒。     

Sr取代量对PMNS-PZT压电陶瓷的影响

采用铌铁矿先驱体法制备了Pb1–xSrx(Zr0.505Ti0.495)0.95(Mn1/3Nb1/3Sb1/3)0.05O3(PMNS-PZT)四元系陶瓷,考察了Sr取代量对其结构和性能的影响。结果表明:所得PMNS-PZT陶瓷材料为完全的钙钛矿结构,且随着Sr取代量的增加,经历了从四方-三方相共存再到完全三方相的相变过程,其准同型相界区间位于x为0.01～0.03。Sr取代量的变化对样品的显微组织结构影响不大。当Sr2+的取代量x为3%时,kp为0.528,Qm为1587,d33为263pC/N,0Tε33/ε为1411,tanδ为0.35%,能满足大功率超声电机的要求。     

Li-Ta改性KNN基无铅压电陶瓷结构与性能

采用传统固相反应法成功制备出了(1-x)K0.48Na0.52NbO3-xLi(Ta0.5Nb0.5)O3无铅压电陶瓷.研究Li(Ta0.5Nb0.5)O3(LTN)对K0.48Na0.52NbO3材料晶体结构和压电性能的影响.结果表明,随LTN摩尔分数的增加陶瓷由正交钙钛矿相向四方钙钛矿相转变,陶瓷的准同型相界位于0.06相似文献   

xPb（Y1／2Nb1／2）O3—yPbTiO3—zPbZrO3压电陶瓷的研究

对ｘＰｂ（Ｙ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３－ｙＰｂＴｉＯ３－ｚＰｂＺｒＯ３三元系陶瓷材料进行了研究,对其压电与介电性能进行了测量,发现该三元系材料在ｘ＝０．２～０．５,ｙ＝０．４３～０．４６,ｚ＝０．５５～０．５８,具有优异的压电性能,在该范围内,陶瓷材料的居里点在４００℃以上,实验表明该材料是一种具有良好应用前景的压电材料。     

BF-PT-BZT三元系高温压电陶瓷的介电压电温度稳定性

采用传统固相反应法制备0.54BiFeO₃-0.33PbTiO₃-0.13Ba(Zr_xTi_1-x)O₃(BF-0.33PT-0.13Ba(Zr_xTi_1-x),0.4≤x≤0.8)三元系压电陶瓷,研究了Zr含量(x)对陶瓷的微观结构以及介电、铁电和压电性能的影响。X线衍射(XRD)结果表明,BF-0.33PT-0.13Ba(Zr_xTi_1-x)三元系陶瓷为单一钙钛矿结构,当0.4≤x≤0.7时,陶瓷相结构为三方-四方相共存;当x=0.8时,陶瓷为三方相结构。扫描电子显微镜(SEM)结果表明,随着Zr含量的增加,陶瓷晶粒尺寸逐渐增加。在25～400℃时,陶瓷的压电常数d₃₃的波动小于±6%。当x=0.7时,BF-0.33PT-0.13Ba(Zr_xTi_1-x)具有最优异的综合性能,其介电常数ε_r、居里温度T     

新型无铅压电陶瓷BNKT-BiFeO_3的研究

采用传统陶瓷制备法制备了一种新型无铅压电陶瓷(1-x)Bi_(0.5)(Na_(0.82)K_(0.18))_(0.5)TiO_3-xBiFeO_3(BNKT-BFx).研究了Bi基铁电体BiFeO_3对BNKT-BFx陶瓷晶体结构、显微组织和压电性能的影响.结果表明,在所研究的组成范围内陶瓷材料均能形成纯钙钛矿固溶体,陶瓷的准同型相界位于x=0～0.05.BiFe_O3促进陶瓷致密化和晶粒生长,在准同型相界成分附近压电性能达到最大值:d_(33)=171 pC/N,k_p=0.366.     

PMN-PZN-PZT四元系压电陶瓷材料的研究

采用传统的氧化物混合烧结工艺制备了Pb(Mn1/3Nb2/3)x(Zn1/3Nb2/3)y(ZrzTi1z)1xyO3四元系压电陶瓷材料。研究了成分及预烧温度对该四元系材料组织结构与性能的影响规律。研究结果表明:随着Pb(Mn1/3Nb2/3)O3含量的增多,陶瓷的相结构由四方相转变为三方相,准同型相界位于0.025 PMN～0.075 PMN之间,且Pb(Mn1/3Nb2/3)O3增加至7.5 %(摩尔分数),可以同时提高机电耦合系数kp和机械品质因数Qm,使kp达到0.575,Qm达到1 621;提高预烧温度可以改善陶瓷的烧结特性,同时可以改善陶瓷的介电、压电性能。     

PMS对PBSZT压电陶瓷结构与性能的影响

采用传统固相合成法制备了Pb(Mn1/3Sb2/3)O3掺杂的(1–x)(Pb0.92Ba0.02Sr0.06)(Zr0.52Ti0.48)O3-xPb(Mn1/3Sb2/3)O3[xPMS-(1–x)PBSZT]压电陶瓷。通过XRD、SEM和准静态d33仪等手段探讨了PMS掺杂量对xPMS-(1–x)PBSZT陶瓷样品的相结构、显微结构和电性能的影响。结果表明:适量的PMS掺杂有助于降低陶瓷样品的烧结温度,x=0.01的样品在1 230℃烧结具有最大体积密度7.83 g/cm3。当x=0.02时,其具有最佳综合电性能,主要参数为:d33=349pC/N,kp=0.592,εr=1 587,tanδ=0.46%。     

铌镁酸铅-钛酸铅铁电体准同型相界附近的压电性能研究

采用固相合成法制备了准同型相界附近的PMN-PT铁电陶瓷,对其介电和压电性能进行了研究,并讨论了不同掺杂对陶瓷的晶粒尺寸,介电常数,压电系数和机电耦合系数的影响,分析了不同掺杂取代位置对陶瓷的介电和压电性能的影响。发现这一体系陶瓷材料的压电性能与其晶粒的大小有一定的对应关系,同时在这一体系的掺杂后的影响可以较好地用传统PZT系统中的软硬掺杂解释。     

烧结工艺对PSN-PZN-PMS-PZT瓷性能的影响

采用二次合成工艺得到了Pb(Sn1/3Nb2/3)0.03(Zn1/3Nb2/3)0.03(Mn1/3Sb2/3)0.04Zr0.435Ti0.465O3(PSN-PZN-PMS-PZT)五元系压电陶瓷。分析讨论了压电陶瓷的烧结温度与体密度、气孔率、晶粒大小及介电、压电性能的关系。并研究升温速度,保温时间对介电、压电性能的影响。结果表明,升温速度过快时材料致密性下降;烧结温度1 260℃保温3 h,得到一种综合性能优良的压电材料。其主要参数:r为1 390,d33为300 pC/N,kp为55.1%,Qm为1 180,tg为0.30?02。     

PSN-PNN-PZT系压电陶瓷的制备及其性能研究

在1 280℃下,采用传统固相反应法制备出Pb(Sn_(0.5)Nb_(0.5))O_3-Pb(Ni_1/_3Nb_2/_3)O_3-Pb[Zr_xTi(_(1-x))]O_3(PSN-PNN-PZT,质量分数x=0.42,0.43,0.44,0.45)压电陶瓷。研究了不同的x对PSN-PNN-PZT压电陶瓷的相结构、显微组织形貌及电学性能的影响。结果表明,当x=0.43时,样品为单一的钙钛矿结构,存在准同型相界,并且晶粒饱满,晶界清晰,颗粒大小均匀,综合电学性能达到最优,压电常数d_(33)=625pC/N,介电常数ε_r=3 005,介电损耗tanδ=1.75%,电容C_p=1 280nF。     

高锂含量碱金属铌酸盐的结构与性能研究

采用传统固相法陶瓷制备工艺制得高锂铌酸基无铅压电陶瓷体系xLiNbO3-(1-x)(Na0.5K0.5)NbO3(简写为xLN-(1-x)NKN,其中x=0.146,0.236,0.292,0.348,0.361,0.382,0.438,0.472,0.500,0.528,0.618),研究了该体系的晶相结构,断面形貌及电学性能随x的变化。研究表明,随x的增加,样品主晶相有一个四方钙钛矿到四方钨青铜结构再到LiNbO3三方结构的过程;压电常数d33随着x的增加而减小,但在x=0.236~0.438时保持相对稳定,约为75~80 pC/N;当x=0.5时,居里温度TC为537℃,此系列陶瓷适用于高温环境的压电陶瓷。     

不同铅气氛对PZMN陶瓷压电性能的影响

摘要：采用二次合成法制备了XPMN-(0．2-x)PZN-0．8PZT(x=0．05～0．20)四元系压电陶瓷(PZMN)，系统研究了铅气氛和非铅气氛条件对陶瓷显微组织，介电性能及压电性能的影响规律并探讨了铅气氛作用机制。实验表明在富铅气氛的作用下，PZMN体系具有较优的性能，尤其是x=0．10时，能获得综合优良的压电性能，相对介电常数ε^T33/εo=1000，介电损耗tanδ-0．0050，机电耦合系数Kp=0．52，品质因数Qm=2528，Tc=325℃，可以满足压电变压器等大功率器件应用方面的要求。     

低温共烧PSN-PZT压电陶瓷的研究

以固态氧化物为原料,采用一次合成工艺制备PSN-PZT压电陶瓷,并研究PSN含量、B位离子Nb缺位量、ZrO2的减少量、微量添加元素、烧结工艺参数对陶瓷压电性能的影响。结果表明:PSN的加入使PZT的准同型相界点向富钛方向移动,当PSN的摩尔分数为3%,材料的最佳锆钛比r(Zr/Ti)=1.04。B位离子Nb的缺位可大幅度降低材料的烧结温度,在Nb缺位量为10%时,可使材料的烧结温度降低到(1 110±20)℃,同时保持优异的压电性能:居里温度TC=339℃,压电常数d33=427 pC/N,介电常数3εT3/0ε=1 750,机电耦合系数kp=0.72,介电损耗tanδ=0.014。     

高品质高稳定性压电陶瓷的发展与展望

简要地回顾了近１０多年来压电陶瓷材料在高品质、高稳定性方面的发展概况、研究水平及最新进展。归纳了此类压电材料发展的几条途径，展望了压电材料继续发展的前景。