Na0.5Bi0.5TiO3-K0.5Bi0.5TiO3系无铅压电陶瓷的制备工艺研究

利用XRD、SEM等分析技术 ,研究了Na0 .5Bi0 .5TiO3 -K0 .5Bi0 .5TiO3 系无铅压电陶瓷的合成温度 ,烧成工艺条件对陶瓷晶体结构、压电性能的影响。结果表明 ,合成温度提高有利于主晶相的形成 ,适当延长保温时间有利于材料的压电性能。该体系随着KBT含量的增加 ,烧结温度提高 ,烧结温度范围变窄。同时研究了极化工艺条件对材料压电性能的影响表明 ,提高极化电场和适当提高极化温度有利于压电性能的提高 ,但过高的温度由于受到材料高温下退极化的影响而导致材料压电性能变差     

(1-x)Na0.5 Bi0.5 TiO3-xNaNbO3系无铅压电陶瓷的机电性能

采用传统陶瓷的制备方法,制备了(1-x)Na0.5Bi0.5TiO3-xNaNbO3(r=0～0．08)压电陶瓷。X射线衍射分析表明：所研究的组成均能够形成纯钙钛矿(ABOx)型固溶体。不同频率下陶瓷材料的介电常数-温度曲线显示该体系材料具有典型的弛豫铁电体特征,且随着x的增加,其弛豫性特征愈明显。室温下陶瓷材料的饱和电滞回线表明：所研究组成均为铁电体．材料的剩余极化强度P1在x=0．02时具有最大值。检测了不同组成陶瓷的雎电性能,发现材料的压电常数d33和平面机电耦合系数Kp随着x值的增加先增加后降低,在x=0．02时．陶瓷的d33=88pC／N,Kp=0．1792,为所研究组成中的最大值．材料的介电常数εI3/ε0和介电损耗tanδ则随x值的增加而增加。     

Na0.5Bi0.5TiO3基无铅压电陶瓷研究与应用的新进展

综述了钙钛矿结构的Na0.5Bi0.5TiO3(简称BNT)基无铅压电陶瓷的研究现状,并与其它无铅基压电陶瓷进行了对比.列举了近年来BNT 基压电陶瓷的新发展和热门体系,结合笔者承担的相关研究工作内容,总结和指出了BNT基无铅压电陶瓷新的研究思路和相关方向.     

Bi0.5Na0.5TiO3基无铅压电陶瓷设计与制备研究的新进展

综述了Bi0.5Na0.5TiO3(BNW)基无铅压电陶瓷体系研究的最新进展,介绍了BNT基无铅压电陶瓷的设计方法及其制备技术.用自洽场离散变分法(self-consult charge-discrete variation-Xa,SCC-DV-Xa)等计算方法可为设计新型BNT基陶瓷提供重要的理论指导.用湿化学法,包括:溶胶-凝胶法、柠檬酸盐法、水热法等,可以合成BNT基纳米粉体,该类方法制备的BNT基粉体具有良好烧结活性,利于致密化烧结,使材料电性能得到改善.用模板晶粒生长技术可获得晶粒生长定向程度很高的BNT基压电陶瓷材料,进而提高材料在特定方向的压电性能.     

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％.     

(Na1-xKx)0.5Bi0.5TiO3系的离子挥发性研究

利用固相法制备了(Na1-xKx)0.5Bi0.5TiO3系压电陶瓷,研究其中Bi3 、Na 、K 离子的挥发对其性能的影响。研究结果表明Bi3 的挥发性对样品的性能影响较大,而Na 、K 离子相对较小。     

(Na1-xKx)0.5Bi0.5TiO3系无铅压电陶瓷的电学性能研究

利用固相法制备了(Na1-xKx)0.5Bi0.5TiO3系压电陶瓷,所得陶瓷样品介电损耗tanδ最大不超过5%,最好的压电常数d33=153pC/N,平面机电耦合系数kp=0.299,它们分别出现在x=0.22和0.20处。同时通过对其介电性能的测试,表明该样品具有弛豫铁电性,是典型的弛豫铁电体。     

A位元素非化学计量Bi0.5(Na,K)0.5TiO3-BiFeO3压电陶瓷

采用传统陶瓷制备方法,制备了A位元素非化学计量无铅压电陶瓷0.79(Bi0.5Na0.5)tTiO3–0.18(Bi0.5K0.5)tTiO3–0.03BitFeO3(t=0.95～1.05)。研究了A位元素非化学计量对该体系陶瓷微观结构、压电性能的影响,同时通过测量不同外加应力下压电应变常数(d33),研究了影响d33和径向机电耦合系数(kp)的不同机理。结果表明:A位元素缺乏较多时,析出第二相。kp随A位元素过量与不足的增加而减少,d33随A位元素过量的增加基本不变,随A位元素不足的增加而减少。采用极化相位角(θmax)衡量陶瓷极化程度,发现kp随θmax增加而增加,d33随θmax增加变化不明显。d33在低于临界应力时基本不变,当应力高于临界应力后,随应力增加而下降。压电陶瓷中的应力场对畴壁运动与弹性偶极子的作用是影响d33的作用机理之一。     

钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的极化性能热稳定性研究进展

作为一种具备优异介电性能的电介质材料,压电材料还具备优异的铁电性能,且可以与铁磁性进行耦合,已经成为一种重要的声、光、电、磁等敏感性较强的功能材料。在环境保护日益重视的社会环境下,本文对环境友好型无铅压电陶瓷的性能研究进行总结与分析,了解钛酸铋钠基无铅压电陶瓷研究的实质性进展,为使用问题的解决打下良好的基础。     

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.     

准同型相界附近(Na1-xKx)0.5Bi0.5TiO3的制备及性能研究

利用固相法制备了（Na1-xKx）0.5Bi0.5TiO3系压电陶瓷，XRD分析表明所得陶瓷样品为纯的钙钛矿结构，其准同型相界在x=0．18～0．22之间；电子探针显微分析显示所做陶瓷样品晶粒发育良好，具有规则的外形和明显的晶界；实验所得陶瓷样品损耗tanδ最大不超过5％，最好的压电常数d33=153 pC／N，平面机电耦合系数kp=0．299，它们分别出现在x=0．22和0．20处。     

Luminescence and electrical properties of Eu-modified Bi0.5Na0.5TiO3 multifunctional ceramics

The Eu³⁺-modified Bi_0.5Na_0.5TiO₃ (BNT) ceramics have been fabricated by the solid-state reaction method. The impact of Eu³⁺ doping on the structure, photoluminescence, and electrical properties has been studied by XRD, SEM, PL spectra, and LCR meter. X-ray diffraction analysis reveals that the crystal structure of the samples is well matched with the trigonal perovskite, and the optimal temperature of presintering is 880°C. The Eu³⁺-doped BNT ceramics show excellent red fluorescence at 614 nm corresponding to the ⁵D₀→⁷F₂ transition of Eu³⁺ under 466 nm excitation and relatively long fluorescence lifetime. The BNT-0.02Eu ceramic density is up to 5.68 g/cm³ and the relative density is up to 94.6% with sintering temperature 1075°C. The piezoelectric constant (d₃₃) of samples has been significantly improved up to 110 pC/N by Eu³⁺ doping. The BNT-0.03Eu ceramic presintered at 880°C and sintered at 1050°C has good dielectric properties and excellent luminescence properties. Eu³⁺-doped BNT ceramics make it potential applications for novel integrated electro-optical and multifunctional devices.     

溶胶-凝胶法合成(Na0.5Bi0.5)TiO3微粉

以钛酸四丁酯、硝酸铋、醋酸钠和冰醋酸为原料,利用溶胶-凝胶工艺得到透明凝胶,经干燥后煅烧成(Na0.5Bi0.5)TiO3微粉。通过对溶胶体系水/醇盐的摩尔比、初始pH值及胶凝温度对(Na0.5Bi0.5)TiO3凝胶体系溶胶-凝胶形成过程影响的研究,发现水/醇盐比R在35≤R≤60,pH在2.2~3.5,反应温度在40~60℃时,能够得到透明的溶胶;通过TG-DTA、SEM、X-ray等分析手段对(Na0.5Bi0.5)TiO3粉体进行测试,表明在650℃合成1h可以得到单一钙钛矿(Na0.5Bi0.5)TiO3晶体;采用TEM对(Na0.5Bi0.5)TiO3干凝胶粉体分析其粒径大小约为10nm。     

(1-x)(Bi1/2Na1/2)0.900Ba0.088Sr0.012TiO3-x(Bi1/2K1/2)TiO3无铅压电陶瓷的电学和力学性能

利用常规烧结方法制备出了多种A位离子掺杂的钛酸铋纳[(Bi1/2Na1/2)TiO3,BNT]无铅压电陶瓷.对BNT基陶瓷的电学性能和力学性能进行了研究.在(1-x)(Bi1/2Na1/2)0.900Ba0.088Sr0.012TiO3-x(Bi1/2K1/2)TiO3(x=0-0.14)陶瓷体系中,当x=0.10时,可获得最大压电常数(168pC/N).在1 kHz,这种陶瓷的介电常数、介电损耗和平面机电耦合系数分别为1 221,0.0361和0.2281.Curie温度随x的增加先增加,当x=0.12时,达到最高值(300℃),随后,当x值进一步增加,Curie温度降低.该种无铅压电陶瓷的Vickers硬度和断裂韧性分别为5.0GPa和2.0MP·m1/2,均高于Pb(Zr,Ti)O3陶瓷.     

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。