ZnO掺杂对PNN-PZT陶瓷结构及压电性能的影响

通过传统的固相烧结法制备了Pb(Ni_(1/3)Nb_(2/3))_(0.5)(ZraTib)_(0.5)O_3+x%ZnO(PNN-PZT+x%ZnO,质量分数x=0.2,0.4,0.6,0.8)压电陶瓷,该文研究了不同ZnO含量对PNN-PZT压电陶瓷的微观形貌、相结构及压电性能的影响。通过X线(XRD)表明,过量的ZnO加入使压电陶瓷出现焦绿石相;通过扫描电镜(SEM)分析表明,当x>0.4时,ZnO的加入由于烧结温度的降低,晶界不明显。实验表明,烧结温度为1 190℃保温2h,ZnO的掺杂量x=0.4时,压电材料的综合性能最好:介电常数εr=5 596,介电损耗tanδ=2.12%,压电常数d33=534pC/N,机械耦合系数kp=0.53。     

铪钛酸钡陶瓷制备及其压电性能的微观机制研究

采用传统固相反应法制备系列BaHf_xTi_1-xO₃陶瓷,通过对陶瓷的压电、铁电、相组成、晶粒尺寸的测试和分析,发现:所有BaHf_xTi_1-xO₃陶瓷样品均具有纯钙钛矿结构,室温均为铁电体具有压电性;在x<0.1时室温压电系数为195～327p C/N,x=0.02时,压电系数、剩余极化强度和平均晶粒尺寸最大,分别为327pC/N, 13.3μC/cm²和37.2μm,大晶粒尺寸和四方-正交-三方多相共存是其具有大压电系数的主要原因。     

压电陶瓷耦合固体继电器的研制及其电学性能

针对传统固体继电器存在的接通时间长、抗干扰能力差、触发灵敏度等问题,采用PZT压电陶瓷材料,研制出片式结构的压电陶瓷耦合器,并以它为隔离器件又研制出压电陶瓷耦合固体继电器。这种继种器的抗干扰能力、接通时间、触发灵敏度、绝缘电阻、交越失真等主要性能指标与传统的固体继电器相比有显著提高,显示出了很好的应用前景。     

BNKT BZN无铅压电陶瓷的制备及电学性能研究

采用传统固相法制备得到(0.8-x) Bi0.5 Na0.5TiO3-0.2Bi0.K0.5TiO3-xBi(Zn2/3 Nb1/3)O3(摩尔分数0≤x≤0.06)(简称(0.8-x)BNT-0.2BKT-xBZN)无铅压电陶瓷.利用XRD、SEM等测试技术表征了该体系陶瓷的晶体结构、表面形貌及介电和压电性能.研究结果表明,所有组分的陶瓷样品均形成典型的钙钛矿结构;同一烧结温度下,随着Bi(Zn2/3 Nb1/3)O3含量的增加,晶粒尺寸增加;在1 180℃烧结温度保温2h的条件下,组成为x=0.02的陶瓷样品经极化后,压电常数d33=48 pC/N,相对介电常数ε33T/ε0=598.9,介电损耗tan δ=0.048 45.     

PMS-PZT压电陶瓷的制备及性能研究

采用传统陶瓷工艺制备了PMS-PZT三元系压电陶瓷,分析了其粉体和陶瓷样品的相结构组成,测试结果表明在预烧粉体中随着PMS含量的增加,焦绿石相也增加,在所有陶瓷样品中均为100%的钙钛矿结构;研究了室温下PMS含量对相对介电常数er、介质损耗tgd、居里温度tC、机电耦合系数kp、机械品质因数Qm和压电常数d33的影响,实验表明随着PMS含量的增加,材料逐渐变硬,er、tC、kp和d33逐渐减少,tgd和Qm逐渐增加。     

Ba (Ti0.8Zr0.2)O3-(Ba0.7Ca0.3)TiO3无铅陶瓷的显微结构和压电性能

采用传统固相反应制备出了高压电常数的Ba(Ti0.8 Zr0.2)O3-(Ba0.7Ca0.3)TiO3 (BZT-xBCT)无铅压电陶瓷材料,研究了BCT含量对于体系结构、压电与介电性能的影响规律.结果表明,x=0.45～0.60时,BZTxBCT系统处于准同型相界附近,BZT-xBCT陶瓷时主晶相为钙钛矿相结构,当x＞0.50时,出现少量的第二相CaTiO3.当x=0.50时,陶瓷的性能达到最佳,其介电常数ε、压电常数d33、机电耦合系数kp、机械品质因数Qm、频率系数Np分别为2 900,385 pC/N,0.456,124和2 740 Hz·m.由此可认为位于准同型相界附近的BZT-xBCT是一类很有前途的无铅压电材料.     

B位取代钛酸铋钠基压电陶瓷的结构与性能

采用传统固相反应制备出了0.80Na0.5Bi0.5TiO3-0.20K0.5Bi0.5TiO3(NKBT)基无铅压电陶瓷材料,研究了高化合价离子(Sb5+, Nb5+,W6+) B位掺杂对NKBT基无铅压电陶瓷结构与性能的影响.结果表明,掺杂等量Sb3+、Nb5+和W6+后,NKBT基陶瓷的主晶相仍然为钙钛矿相结构,其中掺杂Sb5+和Nb5+时,陶瓷中分别出现少量Sb6O13和Nb2O5相.掺杂离子的相对原子质量越大,陶瓷的压电常数d33越大.W6+为最优掺杂离子.不同W6+含量的NKBT陶瓷的主晶相均为钙钛矿相,当W6+摩尔分数为8%时,出现焦绿石相Bi14W2O27.W6+的固然极限为4%.随着W6+摩尔分数的增加,材料的介电常数εr、d33及居里温度TC减小,介电损耗tan δ增加.当W6+的摩尔分数为1%时,陶瓷的性能达到最佳,其d33、εr、tan δ、TC分别为123 pC/N,1 352、0.042 9,318 ℃.     

铌酸钾钠无铅压电陶瓷性能的研究

为制备具有良好压电特性的环境友好型无铅压电陶瓷,采用固相合成法合成了铌酸钾钠(KNN)无铅压电陶瓷粉体,以常压烧结法烧结了陶瓷,研究了不同粉体的烧结特性,并研究了陶瓷粉体的成分、烧结温度、极化电压对陶瓷压电性能的影响.利用XRD测定了陶瓷粉体的晶相组成,并用SEM观察了所烧结陶瓷的微观结构.XRD结果表明用固相法合成了KNN无铅压电粉体,实验表明钾的含量降低了陶瓷粉体的烧结性,钾钠含量约为1:1时具有较大的压电性,极化电压为2 000 V/mm有较好的极化效果.     

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。     

Sr掺杂四元系压电陶瓷压电性能研究

采用传统的固相烧结法制备了Pb(Sn1/3 Nb2/3)O3-Pb(Zn1/3 Nb2/3)O3-PbZrO3-PbTiO3(PSN-PZN-PZT)四元系压电陶瓷,并通过添加SrCO3提高材料的性能.采用X线衍射对合成后材料的晶相进行分析,用扫描电子显微镜观察了样品表面的显微结构,并讨论了组成压电性能及温度稳定性的影响.当烧结温度为1 260℃并保温2h,且x(Sr)=0.02～0.04时,PSN-PZN-PZT系统的综合性能最佳:压电常数d33 =288～291 pC/N,机电耦合系数kp=53.6％～59.1％,机械品质因数Qm=1 529～1 554,Tc =254～265℃.     

BNKT-NN无铅压电陶瓷的制备及性能研究

采用固相反应方法制备(1-x)Bi0.5(Na0.82K0.18)0.5TiO3-xNaNbO3((1-x)BNKT-xNN)无铅压电陶瓷。该文研究了该体系陶瓷的组成变化对压电陶瓷的相组成、显微结构及电性能的影响。热分析确定出该体系陶瓷的合成温度为900℃。X线衍射(XRD)表明,900℃预烧温度下,合成粉体为典型的钙钛矿结构,且具有铁电正交相结构。扫描电镜(SEM)表明,在1 200℃烧结温度下,随着NaNbO3含量x越高,晶粒尺寸增加。x=0.02时,陶瓷的电性能最佳:相对介电常数εT33/ε0=1 400,介电损耗tanδ=0.05,压电常数d33=138pC/N,机电耦合系数kp=0.40。     

BNKT BZT陶瓷的制备和性能研究

采用传统固相法制备了Bi0.5(Na0.825K0.175)0.5TiO3-Ba(TiyZr1-y)O3 (BNKT-BZT)无铅压电陶瓷.运用XRD、SEM等技术表征了陶瓷的晶体结构、形貌、介电和压电性能.研究结果表明,在所研究的结构范围内,所有陶瓷样品都形成钙钛矿固溶体.陶瓷晶粒的尺寸随x、y适当的增大而增大,压电性能随x、y的增大先增大后减小,在x=0.05,y=0.2(摩尔比)时,压电常数d33=157 pC/N,介电常数εr=1 510.     

LiNbO3改性KNN基无铅压电陶瓷的制备和性能

采用传统陶瓷工艺和电子陶瓷公司在工业生产中使用的原料,制备了LiNbO3改性的K0.5Na0.5NbO3基无铅压电陶瓷(KNN xLN,x=0~10%(摩尔分数)),并研究了陶瓷的晶相、显微结构和电性能。当x≤4%时,陶瓷为单一的正交钙钛矿结构;当x≥6%时,出现了四方钨青铜结构的K3Li2Nb5O15第二相。介电常数-温度曲线表明,随着LiNbO3含量的增加,陶瓷的正交→四方结构的相变温度TO-T向低温方向移动,而四方→立方结构的居里温度TC向高温方向移动。当x=4%时,陶瓷具有较好的性能:相对密度达98%,压电常数d33=116 pC/N,机电耦合系数kp=40.6%,剩余极化强度Pr=21.0μC/cm2,矫顽场Ec=0.96 kV/mm,TC=452℃。该体系陶瓷具有较高的TC(420~495℃)和较大的kp,是一种应用前景良好的高温压电铁电材料。     

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。     

压电马达用压电陶瓷的研究

采用传统的电子陶瓷工艺制备了高性能四元系压电陶瓷 (PZN- PMS- PZT- r Mn O2 )。考察了不同剂量的锰掺杂对压电陶瓷的介电性能和压电性能的影响 ,即室温介电常数 ε、介电损耗 tanδ、居里温度 Tc、机电耦合系数 kp、压电常数 d33和机械品质因数 Qm。随着 Mn含量的增加 ,ε和 tanδ均减小 ;由于内偏置场的影响 ,居里温度 Tc随锰含量的增加而增加。kp 和 d33随 Mn含量的增加而减小 ;而 Qm 表现出较复杂的变化规律 ,随 Mn含量的增加 Qm先增加 ,当 r=0 .2 %时 ,达到最大值 10 0 0 ,当 r>0 .2 %时 ,Qm 下降。实验结果表明 :当 r=0 .2 %的锰掺杂压电陶瓷比较适合制作压电马达 ,其压电性能为 ε=12 0 0、tanδ=0 .0 0 4、Tc=349°C、kp=0 .6 0、d33=380 p C/ N和 Qm=10 0 0     

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0.2PZN-0.8PZT压电陶瓷性能的影响

采用二次合成法制备了掺锰三元系压电陶瓷0．2PZN-0．8PZT，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的作用机制。实验结果表明，加铅气氛保护的试样在研究的烧结温度范围内(1050～1200℃)具有良好的微观形貌，晶粒大小均匀、致密，综合压电性能优于未加铅气氛保护烧结的试样。