Li2CO3掺杂BaTiO3无铅压电陶瓷的低温烧结

以Li2CO3作为烧结助剂,采用传统固相烧结法制备BaTiO3陶瓷。研究了烧结温度(1000~1150℃)和Li2CO3添加质量分数(0%~5%)对BaTiO3陶瓷结构和电学性能的影响。结果表明:Li2CO3的掺入有效地促进了陶瓷的烧结,使BaTiO3的烧结温度从1300℃以上降低到1050℃。X射线衍射结果表明:未掺Li2CO3的BaTiO3陶瓷样品为四方相结构,掺Li2CO3的BaTiO3陶瓷样品为正交相结构。Li2CO3掺量为1%的陶瓷样品具有较高的致密度,且在1050℃时获得最大值,其相对密度可达94%。当烧结温度为1100℃时,BaTiO3陶瓷的压电常数d33获得最大值,且d33随着Li2CO3掺量的增加而降低。其中Li2CO3掺量为1%时陶瓷具有较好的电性能:d33=200pC/N,εr=1322,TC=115℃。     

KxNa1-xNbO3无铅压电陶瓷的常压烧结及其性能研究

以固相法合成了铌酸钾钠(KxNa1-xNbO3)粉体,采用常压烧结制备了铌酸钾钠无铅压电陶瓷,研究了粉体相组成,烧结温度,极化电压与陶瓷致密度、电学性能的关系。结果表明:当x=0.5,烧结温度为1050℃,极化电压为3kV/mm时,可制备出具有较好压电性能的铌酸钾钠压电陶瓷(相对密度为94%,压电常数d33=105pC/N,平面机电耦合系数kp=0.39,介质损耗tanδ=0.29,机械品质因数Qm=45,介电常数εr=720)。随着极化电场的增加,陶瓷压电性能提高,当极化电场E=3kV/mm时,极化基本达到饱和。     

0.95(K0.5Na0.5)NbO3-0.05Li(Nb0.5Sb0.5)O3无铅压电陶瓷的显微结构分析与电学性能

采用传统固相反应合成法制备0.95(K0.5Na0.5)NbO3-0.05Li(Nb0.5Sb0.5)O3基无铅压电陶瓷,研究了烧结温度对0.95(K0.5Na0.5)NbO3-0.05Li(Nb0.5Sb0.5)O3陶瓷相结构、显微组织和压电介电性能的影响。结果表明,在960~1060℃的温度区间内,所得到的一系列烧结样品在室温下均为纯的钙钛矿型结构,未观察到第二相出现;随着烧结温度的升高,晶粒的平均尺寸显示出先增大后减小的趋势,在1020℃时晶粒的平均粒径达到最大值3.5μm。电学性能分析表明,烧结温度为1020℃时,该体系陶瓷压电介电性能达到最优值:d33=245pC/N,kp=0.42,tanδ=0.03,ε3T3/ε0=640,Ec=2.1kV/mm,Pr=20μC/cm2。     

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。     

铁掺杂对PNW-PMS-PZT压电陶瓷结构和性能的影响

采用传统电子陶瓷工艺制备了(PNW-PMS-PZT-x ω/%Fe2O3)四元系压电陶瓷,分析了陶瓷样品的相结构组成,结果表明1150℃烧结陶瓷为纯钙钛矿相结构,随着Fe2O3掺杂量的增加,材料体系由四方相向三方相过渡;随着Fe2O3添加量的增加,晶粒逐渐变大.详细研究了不同剂量的铁掺杂对压电陶瓷介电和压电性能的影响,随着Fe2O3掺杂量的增加,εr,d33和kp逐渐增加,Fe2O3掺杂量为0.2ω/%时达到各自的最大值,然后逐渐降低;随着Fe2O3掺杂量的增加,tanδ和Tc逐渐减少,Qm逐渐增大.Fe2O3掺杂量为0.2 ω/%的PNW-PMS-PZT压电陶瓷适合制作大功率压电陶瓷变压器.其性能为εr=1965,tanδ=0.0059,kp=0.642,Qm=1358,d33=360 pC/N和Tc=225℃.     

烧结温度对PMSZT压电陶瓷性能的影响

探讨了烧结温度对SiO2掺杂锑锰锆钛酸铅Pb(Mn1、3Sb2、3)0.05Zr0.47Ti0.48O3(简称PMSZT)压电陶瓷性能的影响.通过X射线衍射及扫描电镜分析Pb(Mn1、3Sb2、3)0.05Zr0.47Ti0.48O3 0.1%(SiO2)(质量分数)陶瓷的相组成和显微结构.结果表明合成温度900℃时,可以得到钙钛矿结构.对于适量SiO2掺杂PMSZT压电陶瓷,可以在1100～1150℃时烧结实现致密化,并且介电压电性能较好,当烧结温度为1100℃时综合性能最佳,E33T/ε0=1290,tanδ=0.45%,d33=264 pC/N,Kp=0.59,Qm=2400.     

(Bi0.5Na0.5)TiO3-Ba(Ti,Zr)O3固溶体无铅压电陶瓷

改善烧结制度制备(Bi0.5Na0.5)TiO3-Ba(Ti,Zr)O3(简称BNT-BZT)系无铅压电陶瓷,能得到较高的致密度.该压电陶瓷具有良好的电学性能.电学性能的最佳成分点位于准同型相界附近四方相的区域,组成为(Bi0.5Na0.5)TiO3-xBa(TiyZr)O3x=0.09～0.12的范围内,此时具有最大的压电常数(d33=147pC/N)和室温介电常数(ε33T/ε0=881.4).BNT-BZT陶瓷体系的机电耦合系数Kp受BZT含量的影响较小,而BZT含量对机械品质因数Qm的影响较大.     

铬掺杂PMS-PZT压电材料的研究

采用固相法制备铬掺杂PMSZT压电陶瓷,研究了在不同烧结温度下铬掺杂Pb1.04(Mn1/3Sb2/3)0 05ZrxTi0.95-xO3+z%(质量分数)Cr2O3陶瓷的介电和压电性能,分析讨论了Cr2O3掺杂量以及烧结温度与相组成,显微结构和电性能的关系.结果表明,Cr2O3掺杂0.6%(质量分数),烧结温度1260℃时,PMSZT压电陶瓷的居里温度最低且电性能优良,ε33T/ε0=1650,tan δ=0.006,d33=328pC/N,Kp=0.63,Qm=2300.     

Ca0.075Sr0.925Bi4Ti4O15铁电陶瓷的性能

用溶胶凝胶法制备了Ca0.075Sr0.925Bi4Ti4O15(简称CSBTi)铁电陶瓷样品,研究了烧结温度对CSBTi铁电陶瓷性能的影响。结果表明:1180℃温度下烧结的CSBTi铁电陶瓷样品的铁电性能得到明显改善,剩余极化强度2Pr为19.4μC/cm2,矫顽场强度Ec为72.5kV/cm;压电常数为d33=9.8pC/N;居里温度TC=543℃,随着测试频率的增加,室温下相对介电常数εr的峰值逐渐下降,而对应的居里温度TC则随之上升,表现出弛豫铁电体的特征。     

烧结温度对PMN-PNN-PZT四元系压电陶瓷微观结构和压电性能的影响

选取PMN-PNN-PZT四元系压电陶瓷准同型相界附近配方,采用传统的氧化物混合合成工艺制备压电陶瓷材料.研究了不同烧结温度对该四元系压电陶瓷微观结构和压电性能的影响,研究结果表明在1180℃烧结时,晶粒生长很好,晶界处结合致密,压电性能也最好d33=475pC/N,ε33T/ε0=3203, Qm=82,Kp=0.59,tanδ=1.8%.     

添加Li2O-MgO-B2O3玻璃的Li2MgTi3O8陶瓷的微波介电性能及其与Ag共烧相容性

研究添加Li2O-MgO-B2O3玻璃对Li2MgTi3O8陶瓷的烧结特性、相纯度、微观组织和微波介电性能的影响。结果表明：添加少量的玻璃能有效地将陶瓷的烧结温度从1025℃降低到875℃,且没有恶化陶瓷的微波介电性能。添加1.5%玻璃的陶瓷在875℃烧结4 h后具有优良的微波介电性能能,其介电常数εr=25.9,品质因数Q×f=45403 GHz,谐振频率温度系数τf≈0。陶瓷和Ag电极共烧几乎不发生化学反应,表现为良好的化学相容性。所制备的陶瓷可望用于低温烧结的多层微波器件。     

LiNbO3掺杂(Bi0.5Na0.5)TiO3-(Bi0.5K0.5)TiO3-BaTiO3无铅压电陶瓷的压电和铁电性能研究

用传统的固相反应法将LiNbO3(LN)加入(Bi0.5Na0.5)TiO3-(Bi0.5K0.5)TiO3-BaTiO3制得无铅压电陶瓷。研究了该复合体系的压电和铁电性能,着重研究加入LiNbO3对0.852BNT-0.110BKT-0.038BT这一组分的相结构和电性能影响。加LN形成的材料结构分析(XRD)表明,LiNbO3能完全固溶入钙钛矿结构。加入0.05LN导致弥散相变,材料由四方相和菱方相两相共存转变为伪立方相,电滞回线呈现顺电相的特征。加入0.02LN形成的四元系电性能最佳:压电常数d33=245pC/N,机电耦合系数kp=0.20,kt=0.495,室温介电常数εr=1502,剩余极化强度Pr=26μC/cm2。在此基础上,研究了复合LN对去极化温度Td的作用,结果表明,引入LN会降低这一体系的去极化温度。     

烧结温度对WO_3系电容-压敏复合陶瓷电性能的影响(英文)

研究了烧结温度对WO_3系电容-压敏复合陶瓷显微结构、非线性电学性能及介电性能的影响.随着烧结温度从1050 ℃到1200 ℃的升高,WO_3陶瓷的晶粒尺寸增大,压敏电压随之降低.在1150 ℃烧结条件下,掺杂0.8 mol% Y_2O_3 的WO_3 压敏陶瓷样品表现出优良的综合电性能,其非线性系数为3.5,相对介电常数为1.13×10~4.然而,过高的烧结温度,不利于样品的非线性电学性能.WO_3系电容-压敏复合陶瓷较适合的烧结温度为1150 ℃,这是因为,在此温度下最有利于样品的晶界势垒结构的形成.     

Effect of sintering temperature on the structure and properties of cerium-doped 0.94(Bi0.5Na0.5)TiO3–0.06BaTiO3 piezoelectric ceramics

Phase structure, microstructure, dielectric and piezoelectric properties of 0.4 wt% CeO₂ doped 0.94(Bi_0.5Na_0.5)TiO₃–0.06BaTiO₃ (Ce-BNT6BT) ceramics sintered in the temperature range from 1120 to 1200 °C have been investigated as a candidate for lead-free piezoelectric ceramics. Tetragonal phase played an important role in improvement of electrical properties and the density of the ceramics. Dielectric constant decreased slightly with the increase of sintering temperature in ferroelectric region but a reverse phenomenon occurred in antiferroelectric and paraelectric regions, suggesting that interfacial polarizations were improved with the increase of sintering temperature and domain walls of ferroelectricity became active after depolarization. At room temperature, Ce-BNT6BT ceramics sintered at 1180 °C showed good performances: dielectric constant was 914 at 1 kHz, thick coupling factor k_t was 0.52, and the ratio of k_t/k_p was 2.3. The ceramics were suitable for narrowband filters and ultrasonic transducers in commercial applications.     

添加玻璃料对BaSm_2Ti_4O_(12)微波介质陶瓷烧结行为和介电性能的影响

利用固相法制备BaSm_2Ti_4O_(12)(BST)微波介质陶瓷.研究了复合添加Li_2CO_3-B_2O_3-SiO_2-CaO-Al_2O_3(LBSCA)和BaO-B_2O_3-SiO_2(BBS) 玻璃料对BaSm_2Ti_4O_(12)微波介质陶瓷的烧结性能、介电性能、相组成和微观结构的影响.研究表明:复合掺杂10% LBSCA和2%～5% BBS可使烧结温度降至900 ℃.XRD分析表明复合掺杂两种玻璃料的BST陶瓷主晶相为BaSm_2Ti_4O_(12)相,玻璃料以玻璃相的形式存在陶瓷晶粒间.复合掺杂10% LBSCA+3%BBS玻璃料的BST陶瓷可在900 ℃、保温2 h条件下烧结致密,微波介电性能为:ε_r =55.63,Q_f = 4266 GHz,τ_f= -13.5×10~(-6)℃~(-1),这种陶瓷材料有望与纯Ag电极共烧,制作各种多层微波频率元器件.     

Microstructure and electrical properties of Ti-modified (Na0.5K0.5)(TiχNb1-χ)O3 lead-free piezoelectric ceramics

Ti-Modified (Na0.5K0.5)(TixNb1-x)O3 (NKNT) piezoelectric ceramics were fabricated by double-layer buffed powder process at 1020℃ for 2 h. The microstructures, and piezoelectric and dielectric properties of the lead-free NKNT ceramics were investigated. X-ray diffraction re-suits indicated that Ti4+ had diffused into the (Na0.5K0.5)NbO3 lattices to form a solid solution with a perovskite structure. The introducing of Ti into the (Na0.5K0.5)NbO3 solid solution effectively reduced the sintering temperature and densified the microstructure with a decreased grain size. The highest relative density reached more than 90%. The highest piezoelectric dielectric coefficient d33 and planar mode electro mechanical coupling coefficient kp were 110 pC/N and 19.5%, which were obtained in the NKNT ceramic with 1 mol% Ti. The piezoelectric properties of the NKNT ceramics were enhanced by aging in air for a period of time owing to the compensation of oxygen vacancies.