Ba掺杂对Pb(Zr,Ti,Sb)O_3压电陶瓷Curie温度与压电性能的影响

用传统固相法制备了组成为0.98Pb1.0–xBaxTi0.48Zr0.52O3–0.02PbSbO3(x=0.18～0.24)的Ba掺杂Pb(Zr,Ti,Sb)O3(PSZT)压电陶瓷。通过X射线衍射和Raman光谱研究了Ba掺杂PSZT陶瓷的结构,并测量和分析了Ba掺杂对PSZT压电陶瓷的Curie温度和压电性能的影响。结果表明:Ba掺杂影响PSZT陶瓷中四方相和三方相的转化过程、两相比例、晶粒大小并导致四方相的晶格畸变。随Ba含量(x)从0.18增加到0.24,PSZT陶瓷的Curie温度从189℃几乎线性下降到141℃;当Ba掺杂量为0.22时,PSZT陶瓷的Curie温度为156℃,压电应变常数d33为578pC/N,机电耦合系数Kp为0.63,机械品质因数Qm为37.3。     

准同型相界附近(0.99-x)BNT–xBKT–0.01KNN结构与电性能关系

研究了三方、四方共存[即准同型相界(morphotropic phase boundary,MPB)]附近(0.99–x)Bi0.5Na0.5TiO3–xBi0.5K0.5TiO3–0.01K0.5Na0.5NbO3[(0.99–x)BNT–xBKT–0.01KNN,x=0.16～0.23]无铅压电陶瓷的电学性能与其结构之间的变化关系。X射线衍射分析表明,随着x的增大,陶瓷材料相结构由三方相转变为四方相。当x=0.20时,(111)和(200)面衍射峰均形成劈裂峰,标志着该组分的相结构由三方–四方相共同组成,形成MPB区。样品的介电温谱表明,铁电–反铁电转变温度(Td)随着x的增大而减小,但Curie点(TC)并未明显变化。电致应变(S)随着x的增大,呈现先增加后减小的趋势,并在x=0.20时得最大值0.46%,此时动态压电系数约为575pm/V。电滞回线显示,陶瓷样品的剩余极化强度Pr和矫顽场Ec都随着x的增大而减小,分别由41.5μC/cm2降为15.2μC/cm2和由46.5kV/cm降为15.0kV/cm,并伴随着电滞回线由扁平到束腰的形状变化,呈现从铁电相特性到反铁电相特性的转变过程。     

Ba(Zr_(0.055)Ti_(0.945))O_3含量对[(Na_(0.80)K_(0.16)Li_(0.04))_(0.5)Bi_(0.5)]TiO_3陶瓷性能的影响

系统研究(1-y)[(Na0.80K0.16Li0.04)0.5Bi0.5]TiO3-yBa(Zr0.055Ti0.945)O3无铅压电陶瓷,获得压电应变常数高达185pC/N的0.94[(Na0.80K0.16Li0.04)0.5Bi0.5]-TiO3-0.06Ba(Zr0.055Ti0.945)O3压电陶瓷。样品的晶体结构为三方相、四方相共存,处于准同型相界(morphotropic phase boundary,MPB)附近。该类陶瓷室温MPB的摩尔(下同)含量为0.050y0.065。样品y=0.060在40°左右的(003)、(021)双峰与46.5°左右的(002)、(200)双峰分裂最明显。随着Ba(Zr0.055Ti0.945)O3含量的增加,铁电相-反铁电相相变温度(θd)升高、反铁电相-顺电相相变温度(θm)降低;θd和θm的温差越来越小,材料的弛豫性逐渐降低。     

0.96(K_(0.49)Na_(0.51–x)Li_x)(Nb_(0.97)Ta_(0.03))O_3–0.04Bi_(0.5)Na_(0.5)ZrO_3无铅压电陶瓷的结构与电性能

采用固相法制备0.96(K_(0.49)Na_(0.51–x)Li_x)(Nb_(0.97)Ta_(0.03))O_3–0.04Bi_(0.5)Na_(0.5)ZrO_3(0.96KNNTL_x–0.04BNZ,x=0.00,0.01,0.02,0.03,0.04)无铅压电陶瓷,研究Li掺杂量对0.96KNNTLx–0.04BNZ陶瓷相结构、微观形貌和电性能的影响。结果表明:0.96KNNTLx–0.04BNZ陶瓷为纯钙钛矿结构,随着Li掺杂量x的增加,陶瓷由正交–四方两相共存逐渐转变为四方相。在x≤0.01时,陶瓷为正交–四方两相共存的多型相转变(polymorphic phase transition,PPT)结构;当x≥0.02时,陶瓷转变为四方相结构。在PPT向四方相转变的组成边界(x=0.02)处,陶瓷具有优异的电性能:压电常数d33=335 p C/N,机电耦合系数kp=38.40%,机械品质因数Qm=43,介电常数εT33/ε0=1 350,介电损耗tanδ=2.70%,剩余极化强度Pr=23.50μC/cm2,矫顽场Ec=1.52 k V/mm,Curie温度TC=325℃。分析了组成x=0.02的陶瓷在不同温度和不同频率下的交流阻抗谱,表明晶粒和晶界对电传导机制共同起作用,介电弛豫激活能与高温下氧空位移动的激活能相吻合,Erelax=1.15 e V。     

Cr2O3掺杂Pb(Mn1/3Sb2/3)0.05Zr0.47Ti0.48O3压电陶瓷的性质

探讨了Cr2O3掺杂对锑锰锆钛酸铅Pb（Mn1/3Sb2/3）0.05Zr0.47Ti0.48O3（简称PMSZT）压电陶瓷性能影响.通过X射线衍射,电子顺磁共振以及扫描电镜分析了PMSZT＋z Cr2O3（z=0.2%～0.8%,质量分数）陶瓷的相组成,元素价态以及显微结构.结果表明：合成温度900℃保温2 h后,可以得到钙钛矿结构.随着Cr2O3掺杂量的增大,四方相的含量减少,准同相界向三方相移动.掺杂Cr2O3的质量分数为0.6%时：相对介电常数εr=1 650,介电损耗tanδ=0.006,压电常数d33=328 pC/N,机电耦合系数Kp=0.63,机械品质因数Qm=2 300,电性能优于Cr2O3掺杂量为0.2%,0.4%,0.8%的样品,但比未掺杂时的稍差.随着Cr2O3掺杂量的增加,PMSZT陶瓷的Curie温度降低,谐振频率变化率随温度变化由正变负.     

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。     

(Ba_(1-x)Ca_x)(Ti_(0.94)Zr_(0.056)Sn_(0.004))O_3无铅压电陶瓷电学性能和Curie温度的协同调控

在A位和B位同时分别加入Ca~(2+)、Zr~(4+)和Sn~(4+),采用传统的固相烧结法在1 480℃烧结4 h制备了(Ba_(1-x)Ca_x(Ti_(0.94)Zr_(0.056)Sn_(0.004))O_3(BC_xTZS)压电陶瓷。研究了Ca~(2+)含量x对BC_xTZS陶瓷微观形貌、相结构和电学性能的影响。结果表明:少量Ca~(2+)有利于晶粒长大,x=0.05的样品具有最大的晶粒尺寸12.88μm,Ca~(2+)、Zr~(4+)和Sn~(4+)全部固溶到BaTiO_3晶格中形成单一固溶体。当0.00≤x≤0.03时,BC_xTZS陶瓷的室温相结构为正交相(O)-四方相(T)两相共存;x=0.05时,O-菱方相(R)-T三相共存;x=0.07时,O相消失,R-T两相共存。所有样品具有较高的Curie温度(T_C104℃)和良好的电学性能(d_(33)=325 pC/N、k_p=34%、Q_m=151),实现了电学性能和Curie温度的协同调控。     

(K_(0.485)Na_(0.485)Li_(0.03))NbO_3-Pb(Zr_(0.53)Ti_(0.47))O_3压电陶瓷的压电性能与微观结构

采用传统电子陶瓷制备技术和工业原料制备了新型(1-x)(K0.485Na0.485>Li0.03)NbO3-Pb(Zr0.53Ti0.47)O3少铅压电陶瓷,研究了该体系陶瓷的压电性能及微观结构.X射线衍射分析表明:在1250℃烧结3h的条件下,所有陶瓷样品都具有纯的钙钛矿结构和高致密性,并且在室温下形成了正交相和四方相共存的结构.x=0.75时,陶瓷的压电性能达到最佳:压电常数d33=363 pC/N,机电耦合系数kp=63%,相对介电常数εr=1 590,介质损耗tanδ=1.70%.     

Relationship Between Structure and Electric Properties of （0.99–x）BNT–xBKT–0.01KNN Near Morphotropic Phase Boundary

研究了三方、四方共存[即准同型相界（morphotropic phase boundary,MPB）]附近（0.99–x）Bi0.5Na0.5TiO3–xBi0.5K0.5TiO3–0.01K0.5Na0.5NbO3[（0.99–x）BNT–xBKT–0.01KNN,x=0.16～0.23]无铅压电陶瓷的电学性能与其结构之间的变化关系。X射线衍射分析表明,随着x的增大,陶瓷材料相结构由三方相转变为四方相。当x=0.20时,（111）和（200）面衍射峰均形成劈裂峰,标志着该组分的相结构由三方–四方相共同组成,形成MPB区。样品的介电温谱表明,铁电–反铁电转变温度（Td）随着x的增大而减小,但Curie点（TC）并未明显变化。电致应变（S）随着x的增大,呈现先增加后减小的趋势,并在x=0.20时得最大值0.46%,此时动态压电系数约为575 pm/V。电滞回线显示,陶瓷样品的剩余极化强度Pr和矫顽场Ec都随着x的增大而减小,分别由41.5μC/cm2降为15.2μC/cm2和由46.5kV/cm降为15.0kV/cm,并伴随着电滞回线由扁平到束腰的形状变化,呈现从铁电相特性到反铁电相特性的转变过程。     

Y_2O_3,Fe_2O_3掺杂(Na_(0.5)Bi_(0.5))TiO_3无铅压电陶瓷的研究

采用固相法制备了(Na0.5Bi0.5)TiO3+xmol%Y2O3+xmol%Fe2O3(0≤x≤1.25)(简称NBTYF)无铅压电陶瓷。XRD衍射结果表明,所有陶瓷样品均为单一的钙钛矿结构。SEM表明,掺杂后陶瓷的晶粒尺寸增大。介电温谱表明该体系陶瓷具有弛豫特性,随掺杂量的增加,退极化温度Td向低温方向移动,而居里温度Tc向高温方向移动。陶瓷的密度和压电常数d33和随x的增加先增大后减小,而机械品质因子Qm一直下降。当x=1.00时,该体系陶瓷具有最佳压电性能,d33=106pC/N,Qm=93,kp=16.08%,εr=594,tanδ=5.33%,ρ=5.699g/cm3。     

添加剂对Ba(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3-Sr(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3陶瓷介电性能的影响

研究了MnCO3,BaZrO3对 0 .35Ba(Zn1 /3Nb2 /3)O3(BZN) -0 .65Sr(Zn1 /3Nb2 /3)O3(SZN)陶瓷介电性能的影响。研究表明 :添加MnCO3,BaZrO3时 ,对陶瓷的烧结均起促进作用 ,增大介电常数。加入 1% (质量分数 )的MnCO3可使陶瓷具有较小的介质损耗 ,同时MnCO3对陶瓷的介电常数温度系数具有正向调整作用。加入BaZrO3后通过生成液相而减少了第二相Ba5Nb4O1 5,BaNb2 O6 的生成。所制备的 ( 0 .35BZN -0 .65SZN) 0 .1%MnCO3陶瓷的εr≈ 43.6,αε≈ -8× 10 - 6 /K ,tanδ =0 .6× 10 - 4 ,且烧结温度低于 130 0℃。     

Pb(Ni_(1/3)Nb_(2/3))O_3-Pb(Mg_(1/2)W_(1/2))O_3-PbTiO_3三元系低温烧成多层陶瓷电容器瓷料的研究

本文选择Pb(Ni_(1/3)Nb_(2/3))O_3-Pb(Mg_(1/2)W_(1/2))O_3-PbTiO_3三元系低温烧成独石电容器瓷料为研究对象.实验结果表明,一次合成工艺优于分别合成工艺.采用适当的配方,可获得900℃左右烧成ε～8000,tgδ0.01～0.025,-25℃～+85℃下△C/C<±45%,且其它性能亦良好的独石瓷料.升温速度的加快将导致介电性能的下降.微观结构研究结果表明,颗粒尺寸的增加和高介电常数晶体的增多将有利于ε的提高.获得了890℃～920℃下一次烧成该瓷料用的全银电报.     

固相反应法钙钛矿型Pb（Zn1／3Nb2／3）O3的合成

用XRD法研究了八面体择位能大的离子对合成钙钛矿型Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))0_3[PZN]多晶材料的影响。通过对PZN结晶化学参数的分析,认为八面体择位能大的Mn~(3 )离子能有效的抑制焦录石的形成。结果表明在PZN中添加1wt％MnCO_3就能获得完全无焦录石的钙钛矿型结构的PZN陶瓷。文中讨论了相组成和钙钛矿相的稳定机理。     

铌鲜酸铅弛豫型铁电陶瓷的介电老化行为研究

通过典型弛豫型铁电陶瓷铌镁酸铅介电老化行为的研究,发现高温区的Ｄｅｂｙｅ型弛豫过程与介电过程电老现象存在有机联系,指出复合钙钛矿弛豫型电体的结构缺陷特征对其介电老化起着重要作用,介电极化行为与老化行为对比分析和恒温经时老化研究表明,外的局域化电子和空穴对铁电微畴畴壁“钉扎”效应产生失电体介电化行为的快过程。     

铌镁酸钙/钛酸钙多层异质薄膜中的晶格失配与粗糙度累积

采用Pechini法制备Ca(Mg1/3Nb2/3)O3(CMN)及CaTiO3(CT)前驱体溶液,用液相旋涂技术按照一定的排布方式制备了总厚度相同而异质界面数不同的CMN/CT异质结构介电薄膜。研究表明:无论是CMN还是CT,其同质层间均会由于前一层的籽晶作用而产生粗糙度的累积,从而对其相结构、微观形貌和介电性能产生不利影响。异质层间的晶格失配可以消除这种粗糙度累积效应,改善薄膜的相结构和微观形貌。随着薄膜中异质界面数的增加,获得了结晶较好的单一钙钛矿结构异质薄膜,薄膜表面粗糙度降低,介电性能得到提高。     

Pb（Zn1／3Nb2／3）O3基陶瓷固相反应中的相变过程

用两次合成工艺,按Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3(PZN)的化学计量比合成的陶瓷为一种立方焦绿石相和PbO的混合物,其中立方焦绿石相为主晶相。该焦绿石结构的分子式为Pb_2ZnNb_2O_8,Fd3m空间群,Z=6,α=10.62(?)。在PZN基陶瓷中引入钙钛矿结构的子晶(如BaTiO_3),将促进其周围的Pb_2ZnNb_2O_8与PbO结合,形成钙钛矿结构的Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3。     

锂电子电池材料LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2的制备方法

LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2作为一种新型的锂离子电池正极材料,其理论容量高达278mAh.g^-1,具有a—NaFeO2型层状结构,制备方法主要高温固相合成法、共沉淀法、流变相反应法、溶胶-凝胶法等,文章对制备方法进行了重点沦述,讨论了相应的电化学性能、结构特征和目前存在的问题,并对层状LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2正极材料的发展进行了展望。     

铅系复合钙钛矿Pb（Fe_（1／2）Ta_（1／2））O_3铁电陶瓷的介电弛豫

用普通合成法制备了纯钙钛矿结构相的Ｐｂ（Ｆｅ＿（１／２）＝Ｔａ＿（１／２））Ｏ＿３（ＰＦＴ）陶瓷，并进行了９００℃退火热处理。对其介电性质测试结果表明，未热处理与热处理过的ＰＦＴ陶瓷在０．１～１００ｋＨｚ频率下均表现出介电弥散性转变。未热处理的ＰＦＴ陶瓷最大介电常数对应的温度（Ｔ＿０）不随测量频率变化；热处理过的ＰＦＴ陶瓷在此频率范围Ｔ＿０值表现出明显的频率依赖性（频率色散），即ΔＴ＿０＝５℃。由此可以认为ＰＦＴ是弛豫铁电体。ＸＲＤ结果表明，未热处理的ＰＦＴ陶瓷无超晶格衍射；而热处理过的ＰＦＴ陶瓷则有较弱的（１１１）超晶格衍射。利用有序－无序转变理论及超顺电结构模型对其结构与性质进行了探讨。     

Li和Sn掺杂Bi_2(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_2O_7陶瓷的结构和介电性能

采用固相反应法制备(Bi2-xLix)(Za2/3Nb1.1833Sn0.15)O7陶瓷,研究了Li+替代Bi3+对(Bi2-xLix)(Zn2/3Nb1.1833Sn0.15)O7陶瓷样品结构和介电性能的影响.结果表明:当Li+替代量x≤0.1时,相结构保持单一的单斜焦绿石相;在-30~130℃,介电损耗出现明显的弛豫现象: x=0.025、0.05、0.075和0.1时,样品的介电弛豫峰值温度分别为5、85、100℃和92℃.运用缺陷偶极子模型解释了介电弛豫现象,分析了介电弛豫峰值温度差异的原因,介电弛豫的不对称性符合普适弛豫定律.     

Na-Zr替代对Bi_2(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_2O_7陶瓷性能的影响

研究Na+替代Bi3+、Zr4+替代Nb5+对铋锌铌基陶瓷烧结特性、显微结构和介电性能的影响。结果表明:替代后样品的烧结温度从1000℃降低到880℃;在-30～+130℃,样品温谱出现明显的介电弛豫现象;弛豫峰值温度随Zr4+替代量增加向高温方向移动,弛豫过程的激活能在0.3eV左右。用缺陷偶极子和晶格畸变对Na-Zr掺杂Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7的介电弛豫现象作出解释。