锰掺杂对PNW-PMS-PZT压电陶瓷结构和性能的影响

采用传统陶瓷工艺制备了Pb(Ni1/2W1/2)O3-Pb(Mn1/3Sb2/3)O3-Pb(Ti，Zr)O3-xMnO2压电陶瓷，分析了经1150℃烧结2h制备的陶瓷样品的相结构组成。实验结果表明：所有陶瓷样品均为钙钛矿相，未发现其它晶相。随着锰掺杂量的增加，陶瓷晶粒逐渐长大。研究了不同剂量的锰掺杂对压电陶瓷介电和压电性能的影响。结果表明：随着锰掺杂量的增加，材料逐渐变“硬”，当MnO2掺杂量少于0．2％(按质量计，下同)时，相对介电常数εr、压电常数d33和机械品质因数Qm逐渐增加，介电损耗tanδ减小；当MnO2掺杂量多于0．2％时，εr、d33和Qm逐渐降低，tanδ增加。随着锰掺杂量的增加，机电耦合系数kp和Curie温度θc逐渐减小。MnO2掺杂量为0．2％的压电陶瓷适合制作大功率压电陶瓷变压器。其压电性能为：εr=2138，tanδ=0．0058，kp=0．613，Qm=1275，d33=380pC／N和θc=205℃。     

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。     

(1-x)BaTiO3-xLiNbO3陶瓷的制备及性能研究

采用复合溶胶凝胶法制粉技术结合传统陶瓷制备工艺，制备了（1-x）BaTiO3-xLiNbO3陶瓷，并对其晶相特征、介电及压电、铁电性能进行了研究。在1250℃下烧结的陶瓷形成了单一相的钙钛矿结构固溶体，该固溶体在20-40℃之间存在二级相变，介电常数及介电损耗出现异常变化。陶瓷的铁电、压电性能随LiNbO3的加入得到显著提高。LiNbO3加入量为0．005mol的陶瓷压电常数d33为121pC／N，剩余极化强度为2．8μC／cm^2。     

掺杂对准同型相界附近PMN-PT陶瓷介电和铁电性能的影响

采用氧化物固相反应法制备了A、B位离子掺杂0．67Pb（Mg1/3Nb2/3）O3-0．33PbTiO3陶瓷,研究了掺杂对陶瓷的相结构、介电和铁电性能等的影响。Sm和La两种A位掺杂离子的引入,均较大幅度的降低了样品的介电常数峰温和声誉极化值,同时材料的最大介电常数也有了不同程度的降低。而随着B位离子Mn掺杂量的增加,使陶瓷样品中钙钛矿相逐渐增加,焦绿石相逐渐降低;而且部分掺杂的Mn离子会进入到晶格的B位,形成第二相;同时随着Mn离子掺杂量的增加,介电峰值逐渐增大,压电性能有所提高,弥散度依次增大。当锰掺杂量为1．5％mol时的压电陶瓷组分,其介电和压电性能各为：ε=2300,kp=0．54,Qm=900,tanδ=0．004,d33=400pC／N,适合于制作大功率压电陶瓷变压器。     

锑掺杂PZSN压电陶瓷烧结工艺的研究

为制备大功率低损耗压电陶瓷材料，对改性锆钛酸铅压电陶瓷Pb0.9Ba0.05Sr0.05（Zn1／3Nb2／3）0.06（Sn1/3Nb2/3）0.05Ti0.44Zr0.44O3＋0．5％Mn（NO3）2（质量分数，下同）＋x％Sb2O3的烧结工艺进行比较研究，结果表明体系优化结工艺为以300℃／h的升温速率，在1250℃处保温3h，此时对0．1％～0．4％（质量分数）的Sb2O3掺杂，均可制备出综合性能优良的压电陶瓷。当掺杂量为0．1％（质量分数）时，其tanδ，Qm，Kp，d33和ε4分别为0．47％，2251，0.538，336pC／N和1897，可满足大功率应用的要求。     

无铅压电陶瓷的研究进展

在压电陶瓷领域，无铅压电陶瓷从环保的角度考虑越来越引起人们的注意。本文主要综述了以BNT为基的3类无铅压电陶瓷体系。它们都是很好的无铅压电陶瓷的侯选材料，其中BNBT－6，BNTN－3和BNST－2的机电耦合常数K33分别为0．55，0．43，而且具有较高的频率常数和较小的介电系数，适用于众多高频超声换能检测领域以及压电致动装置等方面，所以作为无铅压电陶瓷它们是很有潜力的。     

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。     

Bi1/2Na1/2TiO3无铅压电陶瓷的研究进展

近年来,随着环境保护和人类社会可持续发展的需求,作为环境友好的铁电压电陶瓷典型代表的Bi1／2Na1／2TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷,已成为世界发达国家致力研发的热点材料之一。本文结合目前有关BNT基无铅压电陶瓷的报道,探讨了BNT压电瓷的压电机理及其相变过程,着重介绍了BNT压电陶瓷制备工艺以及改性研究和目前的应用,并对BNT基无铅压电陶瓷未来的发展趋势作了展望。     

(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。     

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。     

Mn含量对Al掺杂PMN-PMS-PZT陶瓷介电性能的影响

采用传统的固相烧结法制备了Pb1.07[(Mn1/3Nb2/3)1/2(Mn1/3Sb2/3)1/2]0.08(Zr0.828Ti0.092)O3+x wt%Al2O3+y wt%MnO2(x=0.1,0.3,0.5,0.7;y=0.00,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10,0.12)热释电陶瓷,在对不同组分Al掺杂PMNPMS-PZT陶瓷材料介电性能对比寻优的基础上,逐步增加Mn的含量,研究不同Mn增量下,对最优Al掺杂PMNPMS-PZT热释电陶瓷相结构、晶粒生长以及介电性能的影响。通过X射线衍射仪(XRD)分析显示Al掺杂PMNPMS-PZT陶瓷和在最优Al掺杂基础上增加Mn的含量都不会引入新的杂相,扫描电子显微镜(SEM)分析表明当x=0.30,适当增加Mn的含量,有助于陶瓷晶体的均匀致密,但一旦添加过量则又会产生不好的影响。实验结果表明:采用530℃排塑,烧结1190℃,保温2 h,当x=0.30,y=0.08时,PMN-PMS-PZT热释电陶瓷具有较好的相结构和介电性能,其中介电常数εr约为210,介电损耗tanδ约为0.16%,压电系数d33约为66.00 pC/N。     

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.     

PMnS-PZN-PZT压电纤维的制备与铁电性能

采用固相法制备了0.8Pb(Mn1/3Sb2/3)0.05(Zr1/2Ti1/2)0.95O3–0.2Pb(Zn1/3Nb2/3)0.28(Zr1/2Ti1/2)0.72O3(PMnS–PZN–PZT)粉末,然后用塑性聚合物方法制备了PMnS–PZN–PZT压电纤维。研究了纤维夹持状态对其铁电性能的影响。结果表明:塑性聚合物法制备的PMnS–PZN–PZT压电纤维具有良好的铁电性能,压电纤维处于自由状态时,剩余极化强度和矫顽场分别为85.4μC/cm2和8.5kV/cm,但电滞回线很难饱和。将纤维采用环氧树脂固化后,剩余极化强度变成39.2μC/cm2,电滞回线呈饱和状态,说明夹持状态对纤维的铁电性能产生很大的影响。高压下压电纤维浇铸前后的漏电流测试结果表明,压电纤维浇铸后剩余极化强度变小主要与漏电流有关。     

0-3型水泥基压电机敏复合材料的制备和性能

智能结构体系正逐渐被引入土木工程领域，它对于解决土木工程结构的安全性、耐久性、灵活性以及自适应性课题提供了更强的支持，在智能结构中较为突出的问题是机敏材料与母体结构材料的相容性，由于土木工程中主要结构材料－－混凝土的特性，在其它智能结构中具有良好相容性的机敏材料，在混凝土智能结构中有可能存在相容性问题，针对这 一情况，提出以水泥基材料作为压电机敏复合材料的基体，期望解决机敏材料与混凝土结构材料之间的相容性问题，研究结果显示：0－3型水泥基压电机敏复合材料在制备上是可行的，而形成的0－3型水泥基压电机敏复合材料内部结构均匀，压电性能优于同条件下聚合物基压电复合材料的性能，而极化电压却大大降低，在性能上满足了作为机敏材料在智能结构中的使用条件。     

三维编织压电陶瓷基复合材料有效电弹性性能有限元分析

基于三维编织预制件的细观结构,建立了三维编织压电陶瓷基复合材料位移-电耦合场有限元模型,利用电弹性场体积平均思想和有限元方法研究了周期分布三维编织压电陶瓷基复合材料的有效电弹性性能。通过对代表性体积单元施加位移载荷和电载荷边界条件,预测了不同纤维体积分数下三维编织压电陶瓷基复合材料的有效弹性常数、压电常数和介电常数。计算结果表明,三维编织压电陶瓷基复合材料可显著改善压电陶瓷的整体力学性能,且保持了较好的电学性能。     

Ba(Cu1/2W1/2)O3改性PZT压电陶瓷的制备及其介电温度特性的研究

采用固相烧结方法制备了钨铜酸钡(Ba(Cu1/2W1/2）O3)掺杂的PZT压电陶瓷，并进行了XRD分析，结果表明，不同掺杂量下材料的结构均为钙钛矿结构，当掺杂量较多时材料的晶格出现畸变。研究了改性剂Ba(Cu1/2W1/2)O3的掺加量x对材料的介电性能的影响和测量频率f与材料的介电性能的关系，结果表明随着钨铜酸钡掺杂量的增大，材料的居里温度逐渐下降，材料的介电温度峰形逐渐变宽，出现弥散现象;对介电-频率曲线的分析表明，材料的介电-频率特性与多种机制有关。     

Bismuth sodium titanate based lead-free ultrasonic transducer for microelectronics wirebonding applications

Bismuth sodium titanate based lead-free piezoelectric ceramic 0.885(Bi_1/2Na_1/2)TiO₃–0.05(Bi_1/2K_1/2)TiO₃–0.015(Bi_1/2Li_1/2)TiO₃–0.05BaTiO₃ (BNKLBT-1.5) rings (OD = 12.7mm, ID = 5.1 mm and 2.3 mm thick) were fabricated and characterized. Four ceramic rings were sandwiched between front and back metal plates to form a pre-stressed piezoelectric sandwich transducer and used as the driving element of an ultrasonic wirebonding transducer and the performance of the transducer was evaluated. The BNKLBT-1.5 transducer, when fitted with titanium front and back plates, was found to have axial vibration comparable to that of PZT transducer thus showing that BNKLBT-1.5 has the potential to be used in fabricating lead-free ultrasonic wirebonding transducers.     

超声压电马达用陶瓷材料的研究

研究了钡锶锑锰等离子掺杂对锆钛酸铅(PZT)系压电陶瓷的介电、压电性能和体积密度的影响。实验结果表明:对于Pb0.95Ba0.03Sr0.02(Zr1-yTiy)O3+xwt%MnSb2O6(PBSZTMS),在x=1.5、Zr/Ti=52/48附近获得了优越的压电活性。对于Pb0.95Ba0.03Sr0.02(MnSb2O6)x/3(Zr54Ti46)1-xO3(PBSMSZT),综合性能较好的组成点出现在x=0.05处。对于PbaBabSrc(MnSb2O6)x/3(Zr1-yTiy)1-xO3+zwt%MnSb2O6系列配方,发现Sr2+和Ba2+的共同添加会使样品致密度降低,介电常数、介质损耗和压电常数增加;当a=1,b=0,c=0,x=0.03,y=0.48,z=0.76时,获得了综合性能较好的陶瓷材料,有望应用于大功率超声压电马达器件领域。     

Sb2O3-modified lead zirconate titanate piezoelectric ceramics with enhancing piezoelectricity and low loss

Lead zirconate titanate (PZT)–based piezoelectric ceramics as important functional materials are widely used in many electromechanical devices. The piezoelectric coefficient and mechanical quality factor are vital property parameters for piezoelectric applications. However, the piezoelectric coefficient is inversely proportional to the mechanical quality factor, resulting in a strong limitation among wide applications. Herein, piezoelectric ceramics composed of (xSb₂O₃, 0.3-wt% MnCO₃)-doped (Pb_0.92Sr_0.08)(Zr_0.533Ti_0.443Nb_0.024)O₃ ((xSb, Mn)-PSZTN) were prepared by a conventional solid-state process. The excellent piezoelectric properties d₃₃ = 554 pC/N, k_p = 0.645, and high mechanical quality factor Q_m = 540 were simultaneously obtained at x = 0.1 ceramic in the morphotropic phase boundary region. The enhancement of piezoelectric properties was mainly due to the contribution of irreversible domain wall motion. In particular, the regulation of different defect chemical reactions on the properties showed that Sb₂O₃ could play the role of both donor and acceptor dopant. This work demonstrated that (0.1Sb, Mn)-PSZTN ceramic was a good candidate material for high-power piezoelectric devices.     

（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%