钛酸铋钠-钛酸钡系无铅压电陶瓷的压电性能

研究了（1-x）Na0.5 Bi0.5 TiO3-xBaTiO3系无铅压电陶瓷的介电、压电性能。通过X-射线衍射分析发现，当0．06≤x≤0.10时，该体系陶瓷具有三方、四方相共存的晶体结构，此时材料具有最佳的压电性能。测试x=0．06时陶瓷样品的介电温谱和电滞回线发现在相界附近的陶瓷为弛豫型铁电体，并在加热过程中发生了铁电-反铁电-顺电相的转变。     

(1-3x)NBT-2xKBT-xBT系无铅压电陶瓷性能研究R&D

通过XRD分析,发现该体系陶瓷都能形成单一的钙钛矿型固溶体,并在0.025≤x≤0.035范围内具有三方和四方共存结构,为该体系的准同型相界。当x=0.035时,陶瓷的压电常数d33达到150 pC/N,平面机电耦合系数kp达到0.297 7,均高于相应两元体系的压电性能。测定了该体系陶瓷材料的介电常数–温度曲线和电滞回线,发现该体系陶瓷的介电温谱都存在两个介电反常峰,分别对应于陶瓷材料的铁电–反铁电和反铁电–顺电相变。同时,该体系陶瓷具有弛豫铁电体性质。     

Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3-(Bi1-yLay)FeO3压电陶瓷的制备和性能

采用传统固相法制备了新型(1-x)Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3-x(Bi1-yLay)FeO3无铅压电陶瓷,利用了XRD、SEM等测试技术表征了该陶瓷的晶体结构、表面形貌、介电和压电性能.研究结果表明,在所研究的组成范围内陶瓷材料均能形成纯的钙钛矿结构固溶体,陶瓷晶粒尺寸随x、y的增加而增加.压电性能随x的增加先增加后减少,随y的增加先减小后增大,在x=0.005,y=0.9时,压电常数及机电耦合系数达到最大值(d33=149 pC/N,kp=0.27).     

Bi基BNT-BKT-BiFeO_3陶瓷的准同型相界和电性能

采用固相反应法,制备了Bi基(1–x–y)(Bi0.5Na0.5)TiO3-x(Bi0.5K0.5)TiO3-yBiFeO3(x=0.12～0.24,y=0～0.07)钙钛矿型三元系无铅压电陶瓷,研究了该陶瓷组分与其晶相结构、电性能的关系。结果表明:除x=0.24,y=0.03的组分析出第二相外,其他组分均能形成纯钙钛矿固溶体,陶瓷三方、四方相共存的准同型相界(MPB)组分范围为x=0.18～0.21,y=0～0.05。在MPB附近陶瓷具有较好的压电性能,其d33和kp在x=0.18,y=0.03达到最大值:d33=171pC/N,kp=0.366。     

Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3-Ba(Al_(0.5)Sb_(0.5))O_3陶瓷的压电、铁电特性及场致应变效应

用普通陶瓷工艺制备了(1–x)Bi_(0.5)Na_(0.5)Ti O_3-x Ba(Al_(0.5)Sb_(0.5))O_3(x=0.03~0.05)压电陶瓷,研究了Ba(Al_(0.5)Sb_(0.5))O_3含量对Bi_(0.5)Na_(0.5)Ti O_3(BNT)压电陶瓷的介电、压电、铁电和场致应变效应的影响。研究表明,随着第二组元Ba(Al_(0.5)Sb_(0.5))O_3含量的增加,该陶瓷经历了从极性态的铁电相向非极性态的非铁电相的转变。在x=0.035组分处,多相共存导致样品具有最大的压电常数d_(33)=99 p C/N,最大的应变S_(max)=0.27%,机电耦合系数k_p=20.1%,k_t=30.4%,等效压电常数d~*_(33)=386 pm/V。     

K4CuNb8O23对K0.5Na0.5NbO3-Bi0.5Na0.5TiO3-LiSbO3压电陶瓷结构及性能的影响

采用固相反应法制备了0.96(0.99K0.5Na0.5.5NbO3-0.01Bi0.5Na0.5TiO3)-0.04¨SbO3-xK4CuNb8O23(0≤x≤3.00％)(简称KNN-BNT-LS-KCN)无铅压电陶瓷,研究了其晶体结构、压电、介电以及铁电性质。结果表明,KCN的加入使所制陶瓷的晶体结构从四方相转变...     

Pechini法制备Bi0.5Na0.5TiO3陶瓷的研究

采用Pechini法成功制备出钛酸铋钠(Bi0.5Na0.5TiO3,简写为BNT)粉体,并利用此粉体烧结出致密的BNT陶瓷。Pechini法所制备的BNT陶瓷具有优良的压电性能,其压电常数d33高达105 pC/N,是目前文献所报道BNT陶瓷压电常数的最高值。室温时只需施加80 kV/cm的测量电压即可获得矩形度极好的饱和电滞回线,其剩余极化强度Pr与矫顽场Ec分别为37μC/cm2和61.2 kV/cm,且在60℃只需施加40 kV/cm的直流电场就可以使陶瓷充分极化。对不同Bi3 含量BNT陶瓷的研究表明,适当的Bi3 含量有利于获得结构致密、晶粒细小的微观结构与较高的铁电、压电性能。     

富铋对(Na0.5Bi0.5)0.93Ba0.07TiO3结构和电性能的影响

在(Na0.5Bi0.5)0.93Ba0.07TiO3中引入过量的Bi3 ,研究富Bi对该组成结构与压电和铁电性能的影响。采用柠檬酸盐法合成了具有单一钙钛矿相的(Na0.5Bi0.5 x)0.93Ba0.07TiO3(x=0~1.0%)超细粉料。研究结果表明,随着富Bi量的增加,陶瓷样品的晶体结构出现由三方-四方相共存向四方相的转变,Bi的过量对陶瓷样品的显微结构无明显影响。当富Bi量较低(x≤0.6%)时,压电常数和机电耦合系数随富Bi量的增加而缓慢降低。当富Bi量较高(x>0.6%)时,随着富Bi量的增加,压电常数和机电耦合系数急剧减小。富Bi使陶瓷样品的介电损耗增加,机械品质因数下降。当x≤0.4%时陶瓷样品具有饱和的电滞回线,而当x>0.4%时电滞回线明显变形。     

0.8Na0.5Bi0.5TiO3-0.2K0.5Bi0.5TiO3复合掺杂铌酸钾钠压电陶瓷的结构及性能

采用液相包覆法制备了(1-x)(0.5NaNbO3-0.5KNbO3)-x(0.8Na0.5Bi0.5Ti03-0.2K0.5Bi0.5TiO3)(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05)(KNN-BNKT)无铅压电陶瓷.研究了BNKT掺杂量x对KNN陶瓷的结构、介电、压电性能的影响.结果表明,制备的...     

NBT-KBT-BT系弛豫铁电体的弥散相变研究

采用传统压电陶瓷固相合成法制得纯钙钛矿相的(1.002-5x)NBT-4xKBT-(x-0.002)BT(x=0.026,0.028,0.030,0.032,0.034)(简写为BNBKT100x)系弛豫铁电体。通过X-射线衍射(XRD)分析,当x=0.030时为三方、四方两相共存,为该体系的准同型相界。系列样品的介电温谱显示在室温到500℃之间存在两个介电反常峰,分别对应于陶瓷材料的铁电-反铁电-顺电相变。同时发现该系列样品显示出弛豫铁电体特性。并用成分起伏理论解释了这种弛豫弥散相变。     

水热法制备纳米Na0.5Bi0.5TiO3粉体

采用Bi(NO3)3?5H2O、Ti(OC4H9)4为原料,在水热条件下研究了影响Na0.5Bi0.5TiO3(BNT)晶体生长和形成的各个影响因素,诸如:水热反应的温度、时间,NaOH浓度以及原料的种类等。实验结果表明,反应温度在160~180℃,保温时间在4~24 h,NaOH浓度为4~12 mol/L时,能制备出纯净的、立方形的纳米Na0.5Bi0.5TiO3晶体,其颗粒线度尺寸为15~55 nm。若温度低于160℃,Na0.5Bi0.5TiO3结晶程度低;若高于180℃,易形成Bi4Ti3O12。当NaOH浓度低于4 mol/L时,Na0.5Bi0.5TiO3晶相少,主要呈Bi4Ti3O12;当其高于12 mol/L时,产物主要是非晶态物质。     

LiSbO3掺杂NBT-KBT无铅压电陶瓷的研究

采用固相法制备了LiSbO3掺杂0.8(Na0.5 Bi0.5) TiO3-0.2(K0.5Bi0.5)TiO3(简称NBT-KBT-LS)无铅压电陶瓷,研究了LS的不同摩尔分数掺杂(0≤x≤1.50％)对样品的显微结构及电性能的影响.结果表明,所制备的NBT-KBT-LS陶瓷样品均为单一的钙钛矿结构,LS的掺入促进了晶粒的长大,但由于Bi3+与Na+的挥发,导致块状晶粒的出现.掺杂一定量的LS,陶瓷的压电常数d33、机电耦合系数kp、机械品质因子Qm、剩余极化强度Pr与矫顽场Ec均增大,表现出“软硬双性”的掺杂作用.当x=0.75％时,材料的性能最佳:d33=154 pC/N,kp=0.268,Qm =107.     

织构化钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的制备与性能研究

用熔盐法制备了片状 Bi4Ti3O12模板,由 Bi4Ti3O12片状前驱体制备了 Bi0.5Na0.5TiO3（BNT）模板,由模板晶粒生长法制备了织构化0.91Bi0.5Na0.5TiO3-0.06BaTiO3-0.03K0.5Na0.5NbO3陶瓷。研究了 Bi4Ti3O12以及Bi0.5Na0.5TiO3两种模板及模板含量对Bi0.5Na0.5TiO3无铅压电体系织构化的影响及织构化陶瓷的压电性能。结果表明Bi0.5Na0.5TiO3模板比Bi4Ti3O12模板更适合用于此体系的织构化,并且,在加入质量分数15%的Bi0.5Na0.5TiO3模板时 Bi0.5Na0.5TiO3陶瓷取向度达到87.3%。质量分数5%的 BNT 模板织构化的陶瓷在6×103 V/mm 电场下应变达到0.226%,相较于随机取向陶瓷提高了48.7%。     

熔盐法合成钛酸铋钾陶瓷粉体

以K2CO3,Bi2O3和TiO2为反应物,KCl为熔盐,通过熔盐法在600℃成功合成纯钙钛矿结构K0.5Bi0.5TiO3(KBT)无铅陶瓷粉体。探寻了制备过程中影响粉体颗粒大小和形貌的工艺参数,并对影响机理进行了探讨。结果表明,与传统固相法相比,熔盐法合成温度显著降低且颗粒平均粒径明显减小。固相法合成的粉体平均粒径为115nm,KCl含量5%和20%的熔盐法合成粉体平均粒径为78nm和67nm。此外,实验发现随着熔盐量的增加,易合成各向异性的棒状粉体。     

Bi_(1.5)Zn_(1.0)Nb_(1.5)O_7/Ba_(0.5)Sr_(0.5)TiO_3复合薄膜介电性能的频率特性研究

采用射频磁控溅射法在蓝宝石基片上制备了Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7(BZN)/Ba0.5Sr0.5TiO3(BST)双层复合薄膜,并研究了该薄膜在100 kHz~6 GHz频率范围内的介电性能。研究结果表明,BZN/BST复合薄膜的介电性能具有良好的频率稳定性。该复合薄膜的介电常数在研究的频率范围内基本与频率无关;其介电损耗在频率低于1 GHz时与频率无关,在频率高于1 GHz时随频率的上升而略微增大;薄膜在研究的频率范围内具有稳定的介电调谐率。     

Cu/Mo共掺K_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3陶瓷材料的PTC特性

采用以聚乙烯醇为聚合剂的湿化学方法合成制备了K0.5Bi0.5(Ti1–2xCuxMox)O3(x=0.01,0.06)陶瓷材料。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、电阻–温度测试和交流阻抗谱分析对材料的微观组织和热敏特性进行了表征。结果表明:Cu/Mo共掺的K0.5Bi0.5TiO3陶瓷具有钙钛矿结构,并呈现明显的PTC效应;K0.5Bi0.5(Ti0.88Cu0.06Mo0.06)O3陶瓷的居里点为155℃,室温电阻为1 454,升阻比为2.62个数量级。材料的PTC效应主要来源于晶界电阻效应,遵循Heywang模型。