Ca,Sr掺杂BNT-BT压电陶瓷结构与性能研究

采用传统的电子陶瓷制备工艺制备了一系列0.93Bi05Na05Tio3-0.07(Ba1-xAx)TiO3(简写为BNBAT100x;其中A=Ca,sr,x:0.02,0.04,0.06,0.08,0.10)陶瓷,研究了陶瓷的结构、介电、压电性能变化特征.XBD分析表明,陶瓷样品均形成了单一的钙钛矿结构固溶体.陶瓷的介电、压电性能受Ca,Sr含量的影响显著.所有陶瓷样品表现出弥散相变特征.当x<0.08时,BNBCT陶瓷的介电常数大干BNBST陶瓷,同时,BNBCT陶瓷室温介电常数在x=0.04时达到最大.而BNBST陶瓷此时具有最小的室温介电常数.陶瓷的压电性能受Ca,Sr含量的显著影响,当Ca含量为6mol%时,压电常数(d33)和平面机电耦合(kp)达到最大,分别为1 40.5 pc/N和1 9.7%.而当Sr含量为4mol%时,BNBST陶瓷的压电常数(d13)达到最大为1 39.8pC/N.此时平面机电耦合(kp)为1 8.9%.     

锂掺杂KNN-BNKT无铅压电陶瓷性能研究

采用液相包覆法制备了结构致密的铌酸钾钠基[(K0.5Na0.5NbO3-K0.1Na0.4Bi0.5TiO3)-xLiNbO3,0≤x≤0.02]无铅压电陶瓷,研究了掺杂Li+对铌酸钾钠钛酸铋钾钠K0.5Na0.5NbO3-K0.1Na0.4Bi0.5TiO3(KNN-BNKT)晶体结构和压电、介电性能的影响。结果表明:当Li+含量在x取0～0.010(摩尔分数)时,陶瓷样品均形成了均一的钙钛矿型结构。Li+掺杂量对陶瓷压电、介电性能有很大的影响,其压电常数(d33)随着Li+掺杂量的增加先升高后降低,并在x=0.010的时候取得最大值。实验表明:当x=0.01时,(K0.5Na0.5NbO3-K0.1Na0.4Bi0.5TiO3)-xLiNbO3无铅压电陶瓷表现出较好的压电性能:d33=173pC/N,相对介电常数εr=620.745,介电损耗tanδ=0.0132,kp=27.35%,kt=26.34%,Qm=48.97。     

BNBMT无铅压电陶瓷的制备及性能研究

本文采用新型溶胶-凝胶制粉技术和传统陶瓷生产工艺制备了0.93Bi0.5Na0.5TiO3-0.07Ba1-xMgxTiO3（简称BNBMT100x）体系无铅压电陶瓷,并对BNBMT陶瓷的晶相特征及其介电和压电性能进行了讨论。XRD分析表明,陶瓷样品均形成了单一的钙钛矿结构固溶体;Mg的加入对陶瓷的介电、压电性能有显著影响;陶瓷的铁电-顺电相变峰显著降低、展宽;介电损耗在室温至200℃范围内较平缓。当x=0.04时,机电耦合系数kp和kt最大,分别为16%和19%,压电常数d33值为111pC/N。     

锰掺杂无铅压电陶瓷(Bi_(0.5)Na_(0.5))_0.9Ba_(0.07)Sr_(0.03)TiO_3的结构和电学性能(英文)

采用传统陶瓷工艺制备掺MnO2的(Bi0.5Na0.5)0.9Ba0.07Sr0.03TiO3(BNBST)无铅压电陶瓷。锰掺杂(MnO2摩尔掺量x=0～1.25%)可以提高陶瓷的烧结性能,在1150℃烧结,可以得到致密陶瓷和纯的钙钛矿相。X射线衍射显示:室温、0.20x0.75时,形成四方相与三方相共存的准同型相界(morphotropic phase boundary,MPB),且x=0.25时,锰掺杂的BNBST陶瓷表现出优良的性能,其中压电常数d33=157pC/N,平面机电耦合系数kp=33%,机械品质因数Qm=364,相对介电常数εr=843,介电损耗tanδ=2%。这些结果确认了MPB组成与x之间的相互关系,并为设计新型压电材料提供方法。     

Co2O3掺杂对(Na0.8K0.2)0.5Bi0.5TiO3陶瓷结构与电性能的影响

采用传统固相法制备了(Na0.8K0.2)0.5Bi0.5TiO3+xmol%Co3+(BNKT-xCo,x=0-8)无铅压电陶瓷,研究了Co2O3掺杂对BNKT陶瓷的显微结构与电学性能的影响。研究表明:适量的Co2O3掺杂促进了晶粒生长,纯BNKT陶瓷样品在介电温谱上有2个介电反常峰Td和Tm,Co2O3掺杂后使所有陶瓷样品的第一个介电反常峰Td消失,表明Co3+抑制铁电-反铁电相变。室温下样品的介电、铁电和压电性能表明Co2O3起硬性掺杂效应。当x=7时陶瓷样品电性能最佳,其中机械品质因子Qm=498,介电损耗tanδ=2.3%(1kHz),压电常数d33=103pC/N,平面机电耦合系数kp=27%。     

(1-x)KNN-xNKBT无铅压电陶瓷的结构及其电性能研究

采用传统固相法制备了(1-x)K0.5Na0.5NbO3-x(Na0.8K0.2)0.5Bi0.5TiO3(x=0-5%)无铅压电陶瓷,研究了(Na0.8K0.2)0.5Bi0.5TiO3的不同引入量对其物相结构、显微形貌、介电性能以及压电性能的影响。结果表明:所有样品都具有钙钛矿结构;随着x的增加,室温下样品从正交相逐渐向四方相过渡并且居里温度向低温方向移动,样品的压电常数d33与机电耦合系数kp均先升高后降低。该体系多晶型转变PPT位于2%≤x≤3%,当x=3%时,样品的压电性能达到最佳,其中:d33=189pC/N,kp=41%,Qm=96,tanδ=0.028。     

Na0.5Bi0.5TiO3-Ba0.5Sr0.5Nb2O6无铅压电陶瓷的研究

采用固相法制备了(1-x)(Na0.5Bi0.5)TiO3-xBa0.5Sr0.5Nb2O6(0≤x≤1.0％)(简称(1-x)NBT-xBSN)无铅压电陶瓷,研究了不同BSN含量(x=0,0.1％,0.3％,0.5％,0.7％,1.0％,摩尔分数)样品的物相组成、显微结构及电性能.结果表明:所有样品均为纯钙钛矿结构,随掺杂量x的增加,陶瓷的相对密度pr、压电常数d33和机电耦合系数kp均先增大后降低,机械品质因子Qm和退极化温度Td则逐渐下降.该体系陶瓷具有弥散相变特征,弥散指数介于1.6～1.7.当x=0.5％时,陶瓷获得最佳性能:d33=92pC/N,kp=0.164,Qm=89,εr=650,tanδ=5.47％,pr=96.5％.     

CaTiO3对Pb0.95Ba0.05Nb2O6压电陶瓷性能的影响

采用标准电子陶瓷工艺制备了(1-x)Pb0.95Ba0.05Nb2O6-xCa0.5TiO3(x=0.01,0.02,0.03,0.04)高温压电陶瓷,研究了CaTiO3对Pb0.95Ba0.05Nb2O6陶瓷的显微组织、相结构,介电和压电性能的影响,得到了CaTiO3掺杂量与Pb0.95Ba0.05Nb2O6陶瓷性能之间的关系.X射线衍射(XRD)分析表明,CaTiO3的加入使Pb0.95Ba0.05Nb2O6很容易形成正交铁电相,而且相同方法制备纯的PbNb2O6是菱方非铁电相钨青铜结构,随着CaTiO3含量的增加,晶胞体积减小.介电温谱测试表明该改性材料具有高居里温度(Tc＞550℃).测试了不同组成陶瓷的压电性能及其热稳定性,当CaTiO3的掺人量x=0.03时,得到压电常数达到d33=69pC/N、平面机电耦合系数Kp=0.30、机械品质因子Qm=27.8、居里温度Tc=570℃的陶瓷样品,该组成具有优异的热稳定性,适合于高温(500℃)环境下使用.     

La~(3+)掺杂钛酸铋钠基无铅陶瓷的压电性能与介电弛豫行为

采用冷等静压成型和密闭烧结工艺,制备了具有微晶结构的稀土离子La3+掺杂0.9TNa0.5Bi0.5TiO3-0.03K0.5Na0.5NbO3基无铅压电陶瓷体系.研究了该体系陶瓷的相结构,显微结构与介电、压电性能.结果表明:在掺杂范围内(0.015≤x≤0.105),La3+可完全固溶进陶瓷晶格形成单一的钙钛矿相.采用等静压成型工艺可明显改善陶瓷的显微结构,使晶粒细化,进而提高材料的压电性能.该陶瓷具有弥散相变和频率色散特征,为典型的弛豫型铁电体.随着La3+掺杂量的增加,材料的铁电-反铁电相变温度下降,Curie温度提高,相对介电常数、介电损耗和压电常数逐渐减小,弛豫特征愈明显.     

CeO2、Sb2O3掺杂(Na0.88K0.12)0.5Bi0.5TiO3无铅陶瓷的压电性能研究

采用传统陶瓷的制备方法制备了CeO2(0～1.0wt%)和Sb2O3(0～0.6wt%)掺杂的(Na0.88K0.12)0.5Bi0.5TiO3无铅压电陶瓷。运用XRD技术研究了样品的晶体结构,测试并分析了样品的介电、压电性能以及谐振频率温度系数。结果表明:所有组成均呈三方结构的钙钛矿型固溶体特征。在适当掺杂剂用量范围内,压电陶瓷的压电常数、介电常数和介电损耗升高,而平面机电耦合系数降低。CeO2和Sb2O3掺杂均改善了(Na0.88K0.12)0.5Bi0.5TiO3压电陶瓷频率温度稳定性。     

(K0.5Na0.5)(TaxNb1-x)O3无铅压电陶瓷的性能特征

采用传统电子陶瓷制备工艺制备了(K0.5Na0.5)(TaxNb1-x)O3无铅压电陶瓷。研究了不同Ta含量下(K0.5Na0.5)(TaxNb1-x)O3陶瓷的晶相组成及性能特征。结果表明,(K0.5Na0.5)(TaxNb1-x)O3陶瓷在低Ta含量时形成单一斜方相固溶体,但Ta含量达到0.08mol后则有K6Ta10.8O30次晶相产生。随着Ta的加入,陶瓷的体积密度逐渐增大,居里温度(Tc)逐渐降低。当Ta含量为0.08mol时陶瓷具有良好的铁电、压电性能和介电稳定性能,其压电常数d33为76pC/N。     

La掺杂(Na_(0.5)Bi_(0.5))_(0.82)(K_(0.5)Bi_(0.5))_(0.18)TiO_3系统无铅压电陶瓷的制备工艺探讨

采用传统陶瓷工艺,研究了制备[(Na0.5Bi0.5)0.82(K0.5Bi0.5)0.18]1-xLaxTiO3(x=0.00,0.01,0.03,0.05,0.10)无铅压电陶瓷的工艺条件对陶瓷的物相组成、显微结构和压电性能的影响。利用XRD、SEM等技术分析结果表明,合成温度的提高有利于主晶相的形成,且此系统烧成温度范围较窄,故需控制在合适的烧成温度下才能得到高致密度的陶瓷。同时,研究了极化工艺条件对材料压电性能的影响,结果表明,提高极化电场强度、控制适当的极化温度有利于提高材料的压电性能。     

La掺杂(Na0.5Bi0.5)0.82(K0.5Bi0.5)0.18TiO3系统无铅压电陶瓷的制备工艺探讨

采用传统陶瓷工艺，研究了制备[（Na0.5Bi0.5）0.82（K0.5Bi0.5）0.18]1-xLaxTiO3（x=0．00，0．01，0．03，0．05，0．10）无铅压电陶瓷的工艺条件对陶瓷的物相组成、显微结构和压电性能的影响。利用XRD、SEM等技术分析结果表明，合成温度的提高有利于主晶相的形成，且此系统烧成温度范围较窄，故需控制在合适的烧成温度下才能得到高致密度的陶瓷。同时，研究了极化工艺条件对材料压电性能的影响，结果表明，提高极化电场强度、控制适当的极化温度有利于提高材料的压电性能。     

Co取代对Nd(Zn0.5Ti0.5)O3微波介质陶瓷结构与性能的影响

采用传统固相法制备Nd[(Zn1?xCox)0.5Ti0.5]O3 (0≤x≤0.9)微波介质陶瓷,研究Co2+在B位取代Zn2+对Nd(Zn0.5Ti0.5)O3微波介质陶瓷的结构和微波介电性能的影响. 结果表明,在研究的组分范围内,Nd[(Zn1?xCox)0.5Ti0.5]O3陶瓷均能形成单斜钙钛矿型固溶体,随Co取代量增加,陶瓷的相对介电常数?r逐渐减小,谐振频率温度系数?f逐渐向负值移动,品质因数Q×f先增大后下降,在x=0.3 mol时达到最大值215130 GHz, Q×f大幅增加是有序度作用所致. 在1410℃下烧结4 h, Nd[(Zn0.7Co0.3)0.5Ti0.5]O3陶瓷具有优异的微波介电性能,?r=31.2, Q×f=215130 GHz, ?f=?35.7×10?6℃?1.     

Synthesis and properties of Bi0.5(Na1−x−yKxAgy)0.5TiO3 lead-free piezoelectric ceramics

Bi_0.5(Na_1−x−yK_xAg_y)_0.5TiO₃ piezoelectric ceramics were prepared by conventional ceramic processes. X-ray diffraction patterns show a pure perovskite structure, indicating that the K⁺ and Ag⁺ ions substitute for the Na⁺ ions in Bi_0.5Na_0.5TiO₃. The temperature dependence of the dielectric constant and dissipation factor shows all ceramics to experience two phase transitions: from ferroelectric to anti-ferroelectric and from anti-ferroelectric to paraelectric. The transition temperature from ferroelectric to anti-ferroelectric and the temperature at which the dielectric constant reaches its maximum value decrease with the increase of K⁺ amount. At room temperature, the ceramics containing 17.5–20 mol% K⁺ and 2 mol% Ag⁺ exhibit high piezoelectric constant (d₃₃ = 180 pC/N) and high electromechanical coupling factor (k_p = 35%).     

（1–x）（K_（0.48）Na_（0.48）Li_（0.04））NbO_3–x（Na_（0.8）K_（0.2））_（0.5）Bi_（0.5）TiO_3无铅压电陶瓷的相变行为及其压电性能

采用固相法应法制备了（1–x）（K0.48Na0.48Li0.04）NbO3–x（Na0.8K0.2）0.5Bi0.5TiO3无铅压电陶瓷,研究了不同x（0,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%,3.0%）对材料的相结构、介电性能以及压电性能的影响。结果表明：随着x增加,样品的Curie温度TC与正交到四方相变温度TO–T均逐渐降低,而压电常数d33与机电耦合系数kp均先升高后降低;该体系在0.5%     

铁掺杂钛酸铋钠钾陶瓷的制备及表征

采用传统固相法制备了无铅压电陶瓷Bi0.5(Na0.825K0.175)0.5TiO3+xFe2O3(x为质量分数,0、0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、1.0%、1.5%)(简写BNKTF-x),利用X射线衍射(XRD),和扫描电子显微镜(SEM)等分析表征了该体系陶瓷的结构、介电与压电性能。XRD测试表明,在1 180℃、2 h的烧结条件下,当铁的质量分数小于1.0%时,陶瓷呈现单一相的钙钛矿结构。所有陶瓷晶粒大多呈四方晶形,晶界明显。增加铁的含量有利于晶粒生长。此外,铁的加入也使陶瓷样品气孔率降低,当铁的质量分数在0.3%左右时陶瓷的致密性最好。BNKTF-0.1%体系陶瓷具有较好的电学性能:d33=145 pC/N,kp=0.28,εr=869,tanδ=0.032,Qm=106。     

Bi0.5Na0.5TiO3基无铅压电陶瓷的研究进展

随着经济的发展和人们环保意识的增强,无铅压电陶瓷的研究和开发越来越引起人们的重视.由于钛酸铋钠(Bi0.5Na0.5TiO3,简称为BNT)基无铅压电陶瓷具有良好的铁电性和高的剩余极化引起了广大学者的关注.本文分析了BNT基无铅压电陶瓷的研究进展,其中晶粒取向生长技术是提高其压电性能的一个重要途径.本文还介绍了一种溶剂热法制备织构化BNT基无铅压电陶瓷的方法.     

(Bi_(1/2)Na_(1/2))TiO_3BaTiO_3系无铅压电陶瓷工艺的研究

详细探讨了在制备(Bi1/2Na1/2)TiO3 BaTiO3(abbr.BNBT)系无铅压电陶瓷的过程中,合成条件Ty和烧结温度Ts对材料压电介电性能的影响,确定了较好的制备BNBT系压电陶瓷的工艺条件,并且系统地研究了(1-x)·(Bi1/2Na1/2)TiO3 xBaTiO3(x=0 02、0 04、0 06、0 08、0 10)的性能。XRD结构分析发现系统的相界在x=0 06,此时d33等压电介电性能参数达到最佳值。