掺Sr改性Bi0．5（Na0．8K0．2）0．5TiO3无铅压电陶瓷的微观结构和性能研究

采用传统的陶瓷工艺制备了Sr掺杂Bi0.5（Na0.8K0．2）0．5TiO3无铅压电陶瓷（化学式为[Bi0.5（Na0.8K0．2）0．5]1-xSrxTiO3，x=0～0．1），研究了Sr掺杂对陶瓷样品的微观结构、压电以及介电性能的影响。X射线衍射结果表明：当掺杂量较小时（x=0，0．02），样品为四方相；随着掺杂量的增加（x=0．04～0．1），样品逐渐转变为三方相。压电与介电性能测试结果表明：样品的压电常数西3和机电耦合系数kp开始时都随着X的增加而逐渐增大，并分别在x=0．06和x=0．04时达到最大值，其后随着X的增加都逐渐减小：样品的介电常数ε^T33／ε0则随X的增加而几乎线性增加。在x=0．06时，样品的d33=178pC／N，kp=31％，ε^T33／ε0=850。     

Ag^＋掺杂Na0．5K0．5NbO3无铅压电陶瓷的无压烧结及性能研究

铅基压电陶瓷在制备、使用及废弃处理过程中都会造成环境污染，随着环保意识的增强，无铅压电陶瓷必将逐步替代铅基压电陶瓷。Na0．5K0．5NbO3是一种很有潜力的无铅压电陶瓷，掺杂各种元素提升Na0．5K0．5NbO3陶瓷的压电性能成为当今研究热点之一。本研究以Ag2O、Na2CO3、K2CO3、Nb2O5为原料，经750℃焙烧分别合成了Na0．5K0.5NbO3和AgNbO3粉料，再经配料、混料与成型，在1060℃埋粉烧结，制备出Ag^＋掺杂的Na0.5K0．5NbO3无铅压电陶瓷（xAgNbO3-（1-x）Na0.5K0．5NbO3，ANKN），并在较宽成分范围内（Ag^＋含量，x=0-50at％）系统研究了Ag^＋掺杂对ANKN陶瓷性能的影响。XRD结果表明，ANKN陶瓷的主相为钙钛矿型结构，当x〉16at％，开始出现K5-75Nb10．85O30杂相，随着Ag掺杂量的增加，杂相的衍射峰增强。电学性能测试结果表明，当x〈20at％，随Ag掺杂量的增加ANKN陶瓷的压电常数、介电常数等略有升高；当x〉20at％，ANKN陶瓷的各项性能均开始降低；Ag掺加量为x=16at％时ANKN陶瓷性能最佳，压电常数d33达到110pC／N，平面机电耦合系数kp为30％，相对介电常数εr为358，居里温度Tc为300℃。     

铋掺杂对（Na0．5K0．5）NbO3无铅压电陶瓷性能的影响

采用传统陶瓷工艺制备了掺铋 （Na0.5K0.5）NbO3（NKN）无铅压电致密陶瓷，研究了Bi2O3对 （Na0.5K0.5）NbO3晶体结构和压电性能的影响。结果表明：当Bi2O3含量小于0．7％（质量分数，下同）时，能得到具有纯钙钛矿结构的NKN基陶瓷，其烧结温度随着Bi2O3掺杂量的增加而升高，试样密度与纯NKN陶瓷相比有显著提高。 （Na0.5K0.5）NbO3压电常数d33，机电耦合系数kp、kt随Bi2O3含量的增加先升高而后降低，并在x=0．5％时达到最大值，而且机械品质因子Qm大大提高。当Bi2O3掺杂量为0．5％时， （Na0.5K0.5）NbO3无铅压电陶的密度达4．46g／cm^3，表现出优异的压电性能，d33=138pC／N，kp=46％，kt=44％，tanδ=2．9％，εr=466和Qm=167。     

铬掺杂PMS-PZT压电材料的研究

采用固相法制备铬掺杂PMSZT压电陶瓷,研究了在不同烧结温度下铬掺杂Pb1.04(Mn1/3Sb2/3)0 05ZrxTi0.95-xO3+z%(质量分数)Cr2O3陶瓷的介电和压电性能,分析讨论了Cr2O3掺杂量以及烧结温度与相组成,显微结构和电性能的关系.结果表明,Cr2O3掺杂0.6%(质量分数),烧结温度1260℃时,PMSZT压电陶瓷的居里温度最低且电性能优良,ε33T/ε0=1650,tan δ=0.006,d33=328pC/N,Kp=0.63,Qm=2300.     

掺杂MnO2的（Pb1-xBax）Nb2O6高居里温度压电陶瓷研究

采用传统电子陶瓷的制备方法，制备出掺杂0．3％（质量分数，下同）MnO2的（Pb1-xBax）Nb2O6高居里温度压电陶瓷。X射线衍射分析表明：X=0时，形成三方钨青铜型固溶体，x=0．01～0．08时，均形成斜方钨青铜型固溶体。利用XRD数据计算了晶体的晶格常数随X的变化，发现随着X含量的增加，晶格常数略有提高，晶胞体积逐渐增大。陶瓷材料的居里温度测试结果表明该体系具有较高的居里温度Tc（490～550℃）。测试了不同组成陶瓷的压电、介电性能，在X=0．05时陶瓷的压电常数以3达到最大值（70pC／N），平面机电耦合系数‰为36．4％，材料的介电常数ε33；^T／εo=350，介质损耗tanδ=1％，该组成具有优异的压电性能，适合于高温环境下使用。     

镨掺杂PZT二元系压电陶瓷性能研究

以固态氧化物为原料，采用传统方法制备错掺杂PZT压电陶瓷。通过XPS，XRD以及SEM方法分析组成为Pb1-1．5xPbZr0．54Ti0．46O3（x=0．02～0．08）压电陶瓷的元素价态，相组成以及显微结构。结果发现：合成温度900℃，可以得到钙钛矿结构。在镨掺杂为3mol％的准同型相界附近三方相和四方相并存，综合性能达最佳值：E33^T／ε0=2000，d33=418pC/N，Kp=52．9％，Qm=75。随着镨掺杂量的增加，Pr-PZT陶瓷的居里温度降低。     

(1-x)K0.44Na0.52Li0.04Nb0.86Ta0.10Sb0.04O3-xSrTiO3无铅压电陶瓷性能研究

采用传统固相法对(1-x)K0.44Na0.52Li0.04Nb0.86Ta0.10Sb0.04O3-xSrTiO3压电陶瓷进行了钛酸锶掺杂改性研究.使用XRD并结合常规压电陶瓷性能测试手段对该体系的显微结构、压电、介电性能等进行表征.研究结果表明,随着SrTiO3加入量的增大,材料的居里温度和压电性能逐渐下降,材料的介电温度峰形逐渐变宽,出现弛豫现象;陶瓷烧结性能改善.致密度增加.     

（Bi0．5Na0．5）TiO3-（Bi0．5K0．5）TiO3陶瓷在准同型相界附近的铁电和压电性能

通过传统的固相烧结法合成（1-x）（Bi0.5Na0.5）TiO3-x（Bi0.5K0.5）TiO3陶瓷（x选取范围0．135-0．24）。先在850℃合成原料粉体，然后在1100～1200℃下烧结得到陶瓷样品。分析检测该体系陶瓷的结构以及铁电、压电性能。x射线衍射分析结果表明，该二元系准同型相界（MPB）区域位于x=0．165～0．225附近。对这一体系铁电和压电性能进行测试，并对其在准同型相界附近的电学性能发生变化的机理作了讨论。（Bi0．5Na0．5）TiO3-（Bi0.5K0.5）TiO3是一种很有应用前景的无铅压电陶瓷材料，值得进一步的研究和探索。同时，本实验还对密封烧结工艺对无铅压电陶瓷性能的影响作了初步的研究。     

铁掺杂对PNW-PMS-PZT压电陶瓷结构和性能的影响

采用传统电子陶瓷工艺制备了(PNW-PMS-PZT-x ω/%Fe2O3)四元系压电陶瓷,分析了陶瓷样品的相结构组成,结果表明1150℃烧结陶瓷为纯钙钛矿相结构,随着Fe2O3掺杂量的增加,材料体系由四方相向三方相过渡;随着Fe2O3添加量的增加,晶粒逐渐变大.详细研究了不同剂量的铁掺杂对压电陶瓷介电和压电性能的影响,随着Fe2O3掺杂量的增加,εr,d33和kp逐渐增加,Fe2O3掺杂量为0.2ω/%时达到各自的最大值,然后逐渐降低;随着Fe2O3掺杂量的增加,tanδ和Tc逐渐减少,Qm逐渐增大.Fe2O3掺杂量为0.2 ω/%的PNW-PMS-PZT压电陶瓷适合制作大功率压电陶瓷变压器.其性能为εr=1965,tanδ=0.0059,kp=0.642,Qm=1358,d33=360 pC/N和Tc=225℃.     

Nb掺杂PLZT压电陶瓷性能研究

探讨Nb2O5掺杂对Pb1-xLax(ZryTi1-y)1-x4O3(x=7%,0＜y＜1)(简称PLZT)压电陶瓷性能影响.通过X射线衍射及扫描电镜分析Pb1-xLax(ZryTi1-=y)1-x/4O3 0.5%NbzOs陶瓷的相组成和显微结构.结果表明合成温度1060℃时,可以得到钙钛矿结构.随着Nb2O5掺杂量的增大,四方相的含量减少,准同型相界向三方相移动.掺杂NbzO5的质量分数为0.5%,Zr/Ti=57.5/42.5时,得到的压电陶瓷介电、压电性能最优,εT33/ε0=3100,tan6=1.96%,d33=550PC/N,Kp=0.67.     

(0.96Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3~-0.04BaTiO_3)-(0.98K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3~-0.02LiTaO_3)无铅压电陶瓷的结构分析与性能研究

研究了(1-x)(0.96Bi_0.5Na_0.5TiO_3-0.04BaTiO_3)-x(0.98K_0.5Na_0.5NbO_3-0.02LiTaO_3)(BNTBT-KNNLT)体系在0≤x≤0.07这一组分区域的结构和性能.X射线衍射谱发现,这一系列组分在室温下形成纯钙钛矿型固溶体,没有其他杂相产生.(111)峰的峰位和峰形随组分的变化有规律的变化.随着KNNLT组分的加入,压电及介电等性能有比较明显的改变.压电性能随KNNLT的加入出现最大值.当x=0.02时,压电常数d_(33)=125 pC/N.介电常数在室温下随组分的增加而增加.电滞回线的结果显示,尽管在BNTBT中掺杂了KNNLT,这一系列的压电陶瓷仍然具有较大的矫顽场.当x=0.02时,室温下介电常数和剩余极化强度分别为:ε_r=1455,P_r=32.3 μC/cm~2.实验结果表明适量的KNNLT掺杂进BNTBT中可以改善BNTBT的压电和介电性能.     

0.95(K0.5Na0.5)NbO3-0.05Li(Nb0.5Sb0.5)O3无铅压电陶瓷的显微结构分析与电学性能

采用传统固相反应合成法制备0.95(K0.5Na0.5)NbO3-0.05Li(Nb0.5Sb0.5)O3基无铅压电陶瓷,研究了烧结温度对0.95(K0.5Na0.5)NbO3-0.05Li(Nb0.5Sb0.5)O3陶瓷相结构、显微组织和压电介电性能的影响。结果表明,在960~1060℃的温度区间内,所得到的一系列烧结样品在室温下均为纯的钙钛矿型结构,未观察到第二相出现;随着烧结温度的升高,晶粒的平均尺寸显示出先增大后减小的趋势,在1020℃时晶粒的平均粒径达到最大值3.5μm。电学性能分析表明,烧结温度为1020℃时,该体系陶瓷压电介电性能达到最优值:d33=245pC/N,kp=0.42,tanδ=0.03,ε3T3/ε0=640,Ec=2.1kV/mm,Pr=20μC/cm2。     

BaTiO_3-Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3无铅PTCR陶瓷研究

以BaTiO_3-Na_0.5Bi_0.5TiO_3(BT-NBT)陶瓷系统为研究对象,采用固相法制备了(1-x)BT+xNBT(0.01＜x＜0.06)系统陶瓷.通过DSC、XRD、SEM等分析手段研究了NBT的加入量以及烧成气氛对BaTiO_3基PTCR陶瓷的显微结构及阻温特性的影响.研究结果表明:加入低含量(x＜0.03)NBT时,能明显提高烧成陶瓷的居里温度(T_c),当加入x=0.01NBT时,T_c提高到150 ℃.氮气中烧成的陶瓷室温电阻率低于空气中烧成的,但其PTC效应减弱.     

铋基无铅压电陶瓷Bi0.5(Na0.82K0.18)0.5TiO3-BiCrO3的微观组织与电性能

采用传统陶瓷制备方法,制备一种新型无铅压电陶瓷 (1-x)Bi0.5(Na0.82K0.18)0.5TiO3-xBiCrO3 (BNKT-BCx).研究Bi基铁电体BiCrO3对BNKT-BCx陶瓷晶体结构和压电介电性能的影响.结果表明:在所研究的组成范围内,陶瓷材料的主体结构为纯钙钛矿固溶体,微量BiCrO3(x=0～0.02,摩尔分数)不改变陶瓷的晶体结构;当BiCrO3含量x＞0.02时,晶体结构由三方、四方共存转变为伪立方结构,并出现明显的第二相;当x=0.015时,d33=168 pC/N;当x=0.01时,kp=0.32,为该体系压电性能的最大值;随BiCrO3含量的增加,陶瓷的低温介电反常峰向低温移动,高温介电反常峰向高温移动,反铁电相区域增加,弥散指数增加.     

Relationship between structure and properties in high-temperature Bi(Al0.5Fe0.5)O3-PbTiO3 piezoelectric ceramics

Ceramic samples of xBi(Al_0.5Fe_0.5)O₃-(1 − x)PbTiO₃ (BAF-PT, x = 0.05-0.5) solid solutions were fabricated using the conventional solid state reaction method. X-ray diffraction analysis revealed that all compositions can form single perovskite phase with tetragonal symmetry. The relationship between the tetragonal lattice parameters, tetragonality c/a, cell volume, and ferro-piezoelectric characterization as a function of x was systematically investigated. The BAF modification can effectively improve the poling condition at a proper BAF content. A combination of piezoelectric constant of d₃₃ (50-60 pC/N), electromechanical planar coupling coefficients of k_p (20.3-22.5%), and high Curie temperature T_c (>478 °C) suggested that BAF-PT could be a good candidate for high-temperature piezoelectric applications.     

Evolution of morphology and magnetism of Ho(Fe0.5Co0.5)3 intermetallic nanopowders synthesized by HEBM

The morphology and magnetic properties of bulk and ball – milled Ho(Fe_0.5Co_0.5)₃ intermetallic compounds were studied. The influence of the high energy ball – milling (HEBM) duration for the final size of particles and crystallites was confirmed by a variety of complementary measurement methods. The presence of the main PuNi₃ type of crystal phase was confirmed for crystalline and as – milled samples. The emergence of a partly amorphous phase was confirmed at the end of pulverization (t = 80 h). The synthesis of nanostructured flakes with a thickness of less than 100 nm after applying HEBM for various time periods was confirmed. Additionally, the formation of agglomerates for the prolonged pulverization was evidenced. The non – linear variation of magnetic parameters across milling was observed. Furthermore, a slight exchange bias and deformation of hysteresis loops for as – milled powders was noticed. A quantitative analysis of XPS spectra at the end of grinding process indicates the probable coating of flakes by Fe/Co oxides the amount of which varies over ion etching.     

Structure, microstructure and electrical properties of (1 − x − y)Bi0.5Na0.5TiO3–xBi0.5K0.5TiO3–yBi0.5Li0.5TiO3 lead-free piezoelectric ceramics

The ternary system (1 − x − y)Bi_0.5Na_0.5TiO₃–xBi_0.5K_0.5TiO₃–yBi_0.5Li_0.5TiO₃ (abbreviated to BNKLT-x/y) was synthesized by conventional oxide-mixed method. The phase structure, microstructure, and dielectric, ferroelectric and piezoelectric properties of the ceramics were investigated. The X-ray diffraction patterns showed that pure perovskite phase with rhombohedral structure can be obtained in all the ceramics. The grain size varied with x and y. The temperature dependence of dielectric constant and dielectric loss revealed there were two phase transitions which were from ferroelectric (tetragonal) to anti-ferroelectric (rhombohedral) and anti-ferroelectric to paraelectric (cubic). Either increasing x or y content can make T_m (the temperature at which dielectric constant _r reaches the maximum) increase. With the addition of Bi_0.5K_0.5TiO₃, the remanent polarization P_r increased but the coercive field E_c decreased. With the addition of Bi_0.5Li_0.5TiO₃, P_r increased obviously and E_c increased slightly. Due to the stronger ferroelectricity by modifying Bi_0.5K_0.5TiO₃ and Bi_0.5Li_0.5TiO₃, the piezoelectric properties were enhanced at x = 0.22 and y = 0.10, which were as follows: P_r = 31.92 μC/cm², E_c = 32.40 kV/cm, _r = 1118, tan δ = 0.041, d₃₃ = 203 pC/N and K_p = 0.31. The results show that the BNKLT-x/y ceramics are promising candidates for the lead-free materials.