铋层状结构无铅压电材料的改性

本文介绍了铋层状结构无铅压电材料的研究现状及存在的问题。铋层状结构无铅压电材料居里温度较高,可以用于高温压电方面的应用,但其压电性能较差。本文重点介绍了提高铋层状结构无铅压电材料压电性能的措施——晶粒定向生长和掺杂。     

铋层状结构压电陶瓷的制备与性能优化

采用固相烧结工艺制备了(SrBi2Nb2O9)χ(Na0.5Bi25Nb2O/9)1-χ(SBN-NBN,χ=0.1,0.3,0.6,0.9)新型铋层状结构无铅压电陶瓷.用X射线衍射仪、扫描电镜、介电和铁电测试系统分析SBN-NBN的结构、微观形貌与性能.结果表明:随着SBN含量的增加,样品均形成了稳定的层状铋结构,Curie温度(θc)减小,铁电-顺电相变弥散减弱,当χ≤0.6时,剩余极化强度(2Pr)和矫顽场(Ec)均增大,当χ0.6时,2Pr和Ec均减小.当χ=0.6时,θc650℃,2Pr=18.93μC/cm2,Ec=86.79kV/cm,均大于两单体系的.进一步研究了SBN和NBN两个预合成粉料的共混工艺对其性能的影响.结果表明:共混工序的差异对烧结体的物相结构没有产生明显影响,但对铁电性能产生了不容忽视的影响,两预合成粉造粒前混合比造粒后混合制得样品的θc高,弥散特性弱且易于极化.     

铋层状结构无铅压电材料的研究现状与发展趋势

铋层状结构无铅压电材料因其具有居里温度高、品质因数高、击穿强度及各向异性大等特性而受到人们的重视.本文介绍了铋层无铅压电材料的结构特点,综述了该体系压电陶瓷的微量元素与制备工艺对材料压电、铁电性能的影响规律,着重讨论了不同位离子取代对陶瓷性能和结构的影响,概括了制备高取向陶瓷的先进制备技术,并展望了铋层无铅压电材料未来的发展趋势.     

（1-x）Bi4Ti3O12–xK0.5Na0.5NbO3铋层状陶瓷的结构与性能

采用固相法制备（1–x）Bi4Ti3O12–xK0.5Na0.5NbO3（BIT–KNN,x=0,0.05,0.10,0.15,0.20,0.30）铋层状压电陶瓷。用X射线衍射分析及扫描电镜等测试方法研究KNN掺量与BIT–KNN陶瓷晶体结构和电性能的关系。结果表明：所有陶瓷样品均为单一的正交相结构;随着KNN掺量的增...     

(1-x)Na0.5Bi4.5Ti4O15-xBaTiO3高温铋层状陶瓷的结构与性能研究

采用固相法制备(1-x) N0.5Bi4.5Ti4O15-xBaTiO3 (NBT-BT,x=0,0.05,0.10,0.20,0.30,0.40)高温铋层状压电陶瓷材料.用X射线衍射(XRD)、SEM扫描电镜(SEM),介电和阻抗温谱等测试方法研究了BaTiO3掺杂量对Na0.5Bi4.5Ti4O15陶瓷晶体结构和电...     

不同晶粒取向钛酸铋陶瓷的铁电和压电性能

用固相烧结工艺制备了不同取向率(I)的Bi4Ti3O12(BTO)多晶陶瓷样品.在相同的烧结温度(1140℃),BTO样品的I随烧结时间(2～20h)的增加出现了先升高后降低的变化趋势,最大值达89.9%.样品的铁电和压电性能均与样品的I有关,在α/(b)择优取向的BTO样品的铁电和压电性能都随样品I的升高而改善,其2倍剩余极化强度(Pr)和压电系数(d33)分别达到53.4μC/cm2和22.2pC/N;c取向样品的2Pr和d33则随着取向率的升高而降低.     

BNT-BT-ST系无铅压电陶瓷的介电与铁电特性

采用传统固相反应法制备无铅压电陶瓷材料（0.944-x）Na0.5Bi0.5TiO3–0.056BaTiO3–100xSrTiO3（BNT–BT–100xST）。研究材料的相结构、介电、铁电及压电性能。结果表明：在研究的组成范围内,陶瓷材料均能形成纯钙钛矿固溶体;当ST摩尔掺量为0.03≤x≤0.04时,该体系陶瓷具有...     

Co、Mn共掺杂铋层状Na_(0.5)Bi_(4.5)Ti_4O_(15)无铅压电陶瓷的显微结构及电性能

采用固相法制备Na0.5Bi4.5Ti4O15+x%Co2O3+y%MnCO3(NBT-CM-x)(y=0.1x)铋层状无铅压电陶瓷,研究了Co、Mn共掺杂对Na0.5Bi4.5Ti4O15陶瓷显微结构和电性能的影响。结果表明:所有样品均为铋层状结构;Co、Mn共掺杂能促进陶瓷晶粒生长;随Co、Mn共掺杂量的增加,Curie温度TC逐渐升高(均在635℃以上);Cole-Cole图出现2个圆弧,表明存在晶粒和晶界效应;适量Co、Mn共掺杂提高了Na0.5Bi4.5Ti4O15陶瓷的压电常数d33、剩余极化强度Pr、机械品质因数Qm和相对介电常数εr,降低了直流电导率σDC和介电损耗tanδ。当x=3.0时,NBT-CM-x陶瓷的综合性能最佳:d33=24pC/N,Pr=11.70μC/cm2,Qm=3 117,εr=198,tanδ=0.19%,kp=9.9%,kt=14.7%,表明该陶瓷材料具有良好的高温应用前景。     

Ce掺杂0.85Bi_4Ti_3O_(12)-0.15LiNbO_3铋层状铁电陶瓷的显微结构与性能(英文)

采用固相法制备CeO2掺杂改性0.85Bi4Ti3O12-0.15LiNbO3(BTO-LN)铋层状压电陶瓷。借助于X射线衍射和扫描电子显微镜研究了CeO2掺量与BTO-LN陶瓷晶体结构和电性能的关系。结果表明:所有陶瓷样品均为单一的正交相结构;随CeO2掺量的增加,陶瓷的晶粒尺寸变大,Curie温度TC由653℃下降到617℃;CeO2掺杂提高了样品的压电性能,压电常数d33随CeO2掺量的增加先增大后减小,相对介电常数εr表现出相反的变化趋势;当CeO2的掺入量为0.75%时,样品的电性能最佳,即d33=25pC/N,机械品质因数Qm=2 895,介电损耗tanδ=0.10%,TC=617℃。     

LaNiO3缓冲层厚度对Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15薄膜结构和电性能的影响

利用溶胶–凝胶法在Si（100）衬底上制备了具有（110）取向的LaNiO3薄膜,然后在LaNiO3/Si（100）上制备了Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15（Ca0.4Sr0.6BTi）薄膜。研究了LaNiO3缓冲层厚度对Ca0.4Sr0.6BTi薄膜结构和电性能的影响。结果表明,当引入LaNiO3厚度为250 ...     

掺杂三氧化二锑的钛酸铋钠钾陶瓷的显微结构和电学性能

采用固相合成工艺制备了（1–x）[0.82Bi0.5Na0.5TiO3–0.18Bi0.5K0.5TiO3]–xSb2O3（BNKT–xSb）压电陶瓷,研究了Sb2O3掺杂对BNKT陶瓷的显微结构和电学性能的影响规律。研究表明：Sb2O3掺杂量x小于0.020时,不改变基体的钙钛矿结构,且Sb具有可变化合价,能形成＂施主＂和＂受主＂2种掺杂而起到＂软化＂或＂硬化＂的作用。当Sb2O3掺杂量x≤0.005时,其压电系数d33随Sb2O3掺杂量的增加而增大,此时Sb2O3表现出了＂软化＂的特征;当Sb2O3掺杂量x〉0.005时,d33降低,从而又表现出了＂硬化＂的特性;当Sb2O3掺杂≥0.010时,诱使陶瓷室温下反铁电微畴的形成,导致铁电性和压电性的骤减。     

无铅铋玻璃的制备及性能研究

采用熔融急冷法制备了含有Bi2O2的低熔点硼硅酸盐玻璃,确定了成玻性能、转变温度(T)和热膨胀系数,通过XRD、DTA及热膨胀仪确定了该系统易熔封接玻璃的玻璃化范围,以及玻璃的转变温度和玻璃的热膨胀系数与玻璃组成的关系.     

功能陶瓷材料及其应用研究进展

介绍铁电、压电等功能陶瓷及其片式元件应用研究的若干新进展.基于过渡液相烧结机制的高性能压电陶瓷材料具有低烧结温度、高压电常数和低介质损耗等诸多优点.低烧多层压电变压器(MPT)以其低驱动电压、小体积、高升压比、薄型片式化等优点在液晶显示背光电源等方面获得应用.多层压电变压器及其背光电源具有高功率密度、高转换效率、薄型化和低成本等特点.基于缺陷化学原理和无晶粒长大的致密化烧结动力学,制备了亚微米/纳米晶钛酸钡基陶瓷及其薄层化贱金属内电极MLCC.研制了低烧铁氧体材料及其片式电感器.介绍了压电陶瓷超声微马达的结构与特性.     

A/B位离子掺杂BiFeO3纳米薄膜的微结构与铁电性能

采用化学溶液法结合层层旋涂退火工艺,在掺氟氧化锡导电玻璃基片上制备了BiFe_0.95Mn_0.05O₃和Bi_0.9Nd_0.1FeO₃纳米晶铁电薄膜,并分析比较了其微结构和铁电性能。结果表明:2组分样品均为单相多晶钙钛矿结构,晶粒细小均匀,表面平整,结构致密。两薄膜均获得了饱和电滞回线,且BiFe_0.95Mn_0.05O₃薄膜具有向上的择优取向极化和更优异的铁电性能,其剩余极化强度(Pr)达60mC·cm^–2,在1~50 k Hz频率范围与25~200℃温度区间内铁电极化响应稳定,保持时间长达1′10³ s工作与反复极化翻转高达1′10⁹次表现出优异的电荷保持力和抗疲劳稳定性。     

钙钛矿材料的结构、性能及催化研究进展

概述钙钛矿材料的结构特点及其非计量特性、吸附性能、酸碱性能、热稳定性能、氧化-还原性能等优异特性.基于钙钛矿材料特殊的结构特点和良好的材料性能,介绍了其在光催化、氧化催化、水气变换、高级醇合成及甲醇制备等方面的应用情况.     

织构型钙钛矿铁电材料的研究进展

简要介绍了压电铁电材料的种类及发展历程,重点比较了压电陶瓷和压电单晶在性能和制备中的差异,提出了制备织构型压电陶瓷的必要性.以钙钛矿型PMN-PT压电陶瓷为例,提出了产生织构结构的简便有效的方法-模板晶粒生长法(TGG法);同时具体分析了制备PMN-PT粉体、模板粒子的常用方法以及使模板产生定排列的方法.论述了目前已经取得的一些成果,提出了该体系织构材料今后的发展方向和应用前景.     

铋离子掺杂固体氧化物燃料电池阴极材料的研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种可以将燃料中的化学能直接转化为电能的发电装置,具有燃料选择灵活、效率高、环境友好等优点。基于SOFC运行成本和长期稳定性的要求,降低工作温度已成为当前研究的热点。传统阴极较低的催化活性制约了SOFC的技术发展,因此开发具有良好催化性能的阴极材料至关重要。大量的研究表明,铋离子的掺杂能够有效提高材料的电导率和氧催化活性。从铋离子掺杂的角度出发,综述了铋离子掺杂对阴极材料的制备、结构、电导率和电化学性能的影响,并对掺铋SOFC阴极材料未来的发展趋势进行了展望。