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。     

Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3-Pb(Fe_(2/3)W_(1/3))O_3二元系陶瓷的介电性质和钙钛矿相的形成机制

制备 Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3(PZN)基陶瓷电容器,最主要的问题是形成有害于介电性质的焦录石相。实验表明,固相反应法很难合成钙钛矿结构的 PZN 陶瓷,于1000经固相反应的产物是含立方焦录石的混合物,在 PZN 中添加0.53mol 的 PFW,试样中的钙钛矿相超过97%。通过对 Pb(Fe_(2/3)W_(1/3))O_3(PFW)结晶化学和烧结机理的分析,证明在 PZN 中添加 PFW 能减少或抑制焦录石的形成。本文报导了 PZN-PFW 二元系陶瓷的相关系和介电性质,探讨了钙钛矿相的形成机理。     

Pb(Zn1/3Nb2/3)O_3—Pb(Fe2/3W1/3)O_3二元系陶瓷电容器的介电性质

目前、制备Pb(Zn1/3Nb2/3)O_3(PZN)基陶瓷电容器、最主要的问题是形成有害于介电性质的焦录石相。实验表明、固相反应法很难合成钙钛矿结构的PZN陶瓷。于1000℃经固相反应的产物是含立方焦录石的混合物、在PZN中添加0.25mol的PFW、试样中的钙钛矿相超过97%。通过对Pb(Fe2/3W1/3)O_3(PFW)结晶化学和烧结机理的分析、证明在PZN中添加PFW能减少或抑制焦录石的形成。本文报导了PZN—PFW二元系陶瓷的相关系和介电性质、探讨了钙钛矿相的形成机理。     

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。     

高压电活性PNN–PZN–PBSZT陶瓷的结构及性能

采用铌铁矿预合成及固相法制备xPb(Ni_(1/3)Nb_(2/3))O_3–0.01Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3–(0.99–x)Pb_(0.82)Ba_(0.08)Sr_(0.10)Zr_(0.56)Ti_(0.44)O_3(x PNN–PZN–PBSZT)压电陶瓷。研究了不同铌酸镍NiNb_2O_6含量(x=0、0.01、0.015、0.02)对x PNN–PZN–PBSZT压电陶瓷的晶相结构以及压电和介电等性能的影响。结果表明:制备的压电陶瓷均为钙钛矿结构,处在准同型相界处,且随着x的增大,晶体结构逐渐向四方相转变。PNN的引入可以提高x PNN–PZN–PBSZT陶瓷的压电、机电和介电性能,当x=0.015时,样品的综合性能最佳,压电性能和室温介电性能达到最大,d33和εr分别达到998 pC/N和5 498,此时的机电转换因子k_p为74.61%,Curie温度TC为140℃,kp的最大值出现在x=0.02处,为76.26%。     

锰锑酸铅-锌铌酸铅-锆钛酸铅陶瓷的压电性能

以同时位于准同型相界的Pb(Mn1/3Sb2/3)0.05(Zr1/2Ti1/2)0.95O3(PMnS-PZT)与Pb(Zn1/3Nb2/3)0.28(Zr1/2Ti1/2)0.72O3(PZN-PZT)组合而成的xPb(Mn1/3Sb2/3)0.05(Zr1/2Ti1/2)0.95O3-(1-x)Pb(Zn1/3Nb2/3)0.28(Zr1/2Ti1/2)0.72O3[xPMnS-(1-x)PZN]四元系压电陶瓷为研究对象,研究了PZN和PMnS含量的变化对xPMnS-(1-x)PZN材料结构与性能的影响,制备了具有高性能的四元系xPMnS-(1-x)PZN陶瓷材料.结果表明:性能最好的组成位于准同型相界附近靠近四方相含量较高的区域.Ba2 ,Sr2 取代显著提高了材料的压电性能,Ba2 取代0.5PMnS-0.5PZN的性能为压电系数da3=406 pC/N,机电耦合系数kp=0.55,介电常数εT33/ε0=2 183,机械品质因数Qm=1 077和介电损耗tan δ=2.7%;Sr2 取代0.6 PMnS-0.4 PZN的性能为d33=438 pC/N,kp=0.55,εT33/ε0=2 701,Qm=1 073和tan δ=3.3%.     

锰锑酸铅-锌铌酸铅-锆钛酸铅陶瓷的铁电性能

通过电滞回线测试,探讨了xPb(Mn1/3Sb2/3)0.05(Zr1/2Ti1/2)0.95O3(1-x)Pb(Zn1/3Nb2/3)0.28(Zr1/2Ti1/2)0.72O3[xPMnS-(1-x)PZN]陶瓷的铁电性能及铁电相变特性.同时研究了Ba2 取代Pb2 对材料铁电性能的影响.结果表明;三方相含量较高的0.2PMnS-0.8PZN陶瓷具有较高的矫顽场和较大的剩余极化强度;四方相含量较高的0.5PMnS-0.5PZN和0.6PMnS-0.4PZN陶瓷具有较低的矫顽场和较小的剩余极化强度,Ba2 取代使三方相含量增加,铁电性能明显提高.     

锰掺杂对Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3陶瓷相组成的影响

研究了锰掺杂对合成Pb（Zn_(1／3)Nb_(2／3)）O_3（PZN）陶瓷相组成的影响。用XRD和SEM法探讨了PZN中锰添加量与钙钛矿相形成间的关系，结果表明，仅添加1wt％MnCO_3就能抑制焦绿石的形成，并制成钙钛矿型结构的陶瓷。     

铌铟镁酸铅–钛酸铅单晶的太赫兹传输特性研究

通过太赫兹时域光谱技术对新型准同型相界组分的三元系弛豫铁电单晶铌铟镁酸铅–钛酸铅[0.24Pb(In_(1/2)Nb_(1/2))O_3–0.43Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3–0.33PbTiO_3(0.24PIN–0.43PMN–0.33PT)]进行测试,并采用时域有限差分法(FDTD),研究了不同厚度和不同电场诱导下单晶的THz波介电调制特性。结果表明:在0.1~1.0 THz频率范围内,厚度和电场都是影响材料介电调制性能的主要影响因素。在0.325 THz处,厚度分别为3、5和7μm时,对应的THz波调制深度分别为31.4%、43.7%和49.9%;在不同电场条件下,在0.543 THz处,调制深度达到了18.3%,而在0.903 THz处,调制深度达到了23.7%。     

PZN—PFN—PFW三元系高介电常数材料的研究

本文研究了Pb(Zn_(1/3)Nb(2/3))O_3-Pb(Fe_(1/2)Nb_(1/2))O_3-Pb(Fe_(2/3)W_(1/3))O_3三元系电容器材料。居里温度在室温附近的配方组成,能在870°～890℃烧结而具有较高的介电常数。讨论了少量添加剂对三元系材料介电性能的影响。钙钛矿型结构的配方组成具有高的介电常数和较低的电容温度系数。     

铌锌酸铅基陶瓷相变的热力学分析

ＰＺＮ基陶瓷在烧结过程中都要经历由焦绿石相朝钙钛矿相的转变。ＰＺＮ基陶瓷中钙钛矿相含量的多少与添加剂的种类及数量密切相关，本工作根据化学热力学理论，讨论了内应力对化学势的影响，建立了一个热力学模型，并用该模型讨论了ＰＺＮ基陶瓷在烧结时的相变过程。     

弛豫铁电晶体PZNT生长的几个关键问题

新型弛豫铁电晶体(1-x)Pb(Zn1 3Nb2 3)O3-xPbTiO3(PZNT)是一种复合钙钛矿结构的固溶体晶体,具有比传统压电陶瓷PZT远为优越的压电性能,在医用超声成像、声纳、微位移器等方面有着广阔的应用前景。由于该晶体组成复杂,熔体析晶时存在钙钛矿与焦绿石两相的竞争,且PbO组分对Pt坩埚和籽品均能产生腐蚀．采用提拉法等传统生长工艺很难获得钙钛矿结构的实用化的PZNT晶体。目前普遍采用助熔剂来抑制焦绿石相的生成,并且在传统生长工艺的基础上发展了多种改进工艺。结合作者实验室近儿年来在PZNT晶体生长方面的研究结果和实践经验,讨论了助熔剂及其配比的选择、生长技术的发展、工艺参数与晶体性能优化等关键技术问题。     

新型弛豫铁电单晶(1-x)Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_(3-x)PbTiO_3生长的技术创新

(1-x)Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_(3-x)PbTiO_3(PZNT)晶体是弛豫铁电体Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3)O_3与普通铁电体PbTiO_3组成的具有钙钛矿结构的固溶体,其准同型相界成分(x=0.09)附近表现出极其优异的压电性能,在医用超声成像、声纳、微位移器等方面具有广阔的应用前景,分析了PZNT-PbO赝二元系的析晶行为和相关系,总结了PZNT晶体的压电性能,讨论了生长工艺和成分对晶体性能的影响。针对PZNT晶体生长中存在的问题,发展了助熔剂-坩埚下降法、通气诱导成核技术、两步法生长工艺、区熔凝固技术、底部籽晶高温溶液法等多种生长技术,生长出大尺寸的PZNT晶体,并比较了这些生长技术的特点。     

工业级五氧化二铌粉体物相转变技术

针对不同工艺条件下制备的五氧化二铌粉体产品,详细分析了其不同的相结构及微观形貌,指出了制备技术中存在的纯相问题。针对性地提出了解决五氧化二铌粉体产品纯相问题的方法,即物相转变技术的化学转变法:①将非纯相五氧化二铌粉体与双氧水在耐压容器中混合蒸煮;②将非纯相五氧化二铌与尿素混合研磨。结果表明,第一种方法较简便,但是对反应器要求高;第二种方法较廉价,但是工序较多。可以根据实际情况选择使用。     

添加剂对PNN-PMW-PT低温烧结MLC瓷料性能的影响

探讨了MnCO2，PbO，NiO，Ni2O2作为添加剂对Pb(Ni1/2Nb2/3)O3-Pb(Mg1/2W1/2)O3-PbTiO3三元系独石电容器瓷料电性能的影响。经研究认为，适当添加上述化合物将在一定程度上改善瓷料的电性能和促进瓷料的致密化进程。实验得出该瓷料的烧结机理为颗牲重排基础上的溶解-沉积传质-微观结构研究结果表明，适量添加Ni2O3有利于促进晶粒的长大反高介晶体的增多。     

MnO_2对0．85Pb（Zn_（1／3）Nb_（2／3））O_3－0．15B

研究了ＭｎＯ＿２掺杂对０．８５Ｐｂ（Ｚｎ＿（１／３）Ｎｂ＿（２／３））Ｏ＿３－０．１５ＢａＴｉＯ＿３陶瓷电、热释电以及铁电弛豫等性能的影响。添加ＭｎＯ＿２使ｐＺＮ－ＢＴ陶瓷的介电常数ε下降，室温老化率明显增大。随着ＭｎＯ＿２含量的增加，ＰＺＮ－ＢＴ陶瓷介电常数与温度的关系中所表现出来的频率弛豫现象逐渐减弱，直至消失，但其扩散相变现象仍然十分明显。     

铬和钼掺杂对HCa2Nb3O10／Pt光催化性能的影响

通过高温固相反应合成了铌酸盐KCa2Nb3O10及Cr^3＋和Mo^6＋掺杂（摩尔分数5％）的KCa2Nh3O10，并通过离子交换反应制备出HCa2Nb3O10及Cr^3＋和Mo^6＋掺杂的HCa2Nb3O10采用X射线衍射、原子吸收光谱、扫描电镜等对所制得的样品进行了表征．在甲醇为电子给体、Pt为助催化剂的情况下，研究了催化剂HCa2Nb3O10及Cr^3＋和Mo^6＋掺杂的HCa2Nb3O10在紫外光辐射下分解水产氢的光催化活性，并讨论了引起催化剂活性差异的原因，     

冲击波合成Pb(Zr0.95Ti0.05)O3粉体的结构和特性

采用Pb3O4，ZrO2和TiO2等氧化物为原料，Nb2O5为掺杂剂，利用柱面冲击波加载装置合成了Pb(Zr0.95Ti0．05)O3(PZT95／5)粉体。用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜和热重-差热分析等多种测试手段对该粉体进行了表征，研究了冲击波技术对合成粉体的结构和性能的影响。结果表明：冲击波能合成钙钛矿型PZT95／5粉体，与固相法合成粉体相比，其晶体结构发生畸变，粉体活性提高。     

烧结温度对大功率超薄型压电蜂鸣器用压电陶瓷结构和性能的影响

采用轧膜成型工艺制备大功率超薄型峰鸣器用压电陶瓷。该陶瓷是三方／四方相共存PSN—PBZT(0．02Pb(Sb0．5Nb0．5)O3—0．98PbxBa1-z(Zr0.55Ti0.45)O3)压电陶瓷。研究了烧结温度对三方／四方相共存PSN—PBZTB陶瓷性能的影响，利用XRD和SEM研究了烧结温度对其结构的影响。结果表明，随着烧结温度的升高，材料的晶格常数轴率比Ct／at逐渐升高，ar有所降低，同时，材料的晶粒尺才增大，材料的介电常数和机电耦合系数增大。但是，烧结温度太高将手致其介电常数和机电耦合系数降低，这是由于出现玻璃相和游离氧化锆稀释铁电相所致。