K/Ce离子共掺对Na_(0.5)Bi_(2.5)Ta_(2)O_(9)陶瓷的结构与电学性能影响EI北大核心CSCD

采用传统固相法制备(NaBi)_(0.5-x)(KCe)xBi2Ta_(2)O_(9)(NBTO-x,0≤x≤0.15)无铅压电陶瓷,研究K/Ce离子含量对NBTO陶瓷结构和电学性能的影响.结果表明:所有陶瓷样品均生成了m=2的铋层状结构化合物,且未发现其他明显杂峰;随着K/Ce离子含量的增加,样品的Curie温度T_(C)逐渐降低;K/Ce离子掺杂提高了样品的压电性能,压电常数d_(33)随掺杂量提高呈现出先升高后降低趋势,当x=0.075时,样品的综合性能达到最佳:d_(33)=19.0 pC/N,Curie温度T_(C)=735℃,介电损耗tanδ=0.137%,体积密度ρ=9.113 g·cm^(-3);NBTO(x=0.075)陶瓷在600℃退火2 h,其d_(33)仍高达17.8 pC/N,约为初始值(d_(33)=19.0 pC/N)的93.7%,表现出良好的温度稳定性.     

压电报警器PZT压电陶瓷的制备研究

笔者采用传统的固相法制备PZT二元系压电陶瓷。研究了掺杂不同含量为0.1%,0.15%,0.2%,0.25%,0.3%和0.35%的MnO_2和CeO_2对PZT压电陶瓷的结构、介电性能、压电性能和介电损耗的影响。并对其微观组织进行了研究。当锰的掺杂量为0.15%时,压电陶瓷的性能得到最佳的优化:tgδ=0.009 5;kp=0.634;d_(33)=611pC/N;ε=2 523。铈的掺杂使陶瓷的烧结温度升高,当铈的掺杂量为0.15%时,压电陶瓷的性能也得到了最佳的优化:tgδ=0.017;kp=0.623;d_(33)=563pC/N,ε=3 310。在原配方材料的基础上压电常数和机电耦合系数都有所增加。这对压电报警器的声压的提高、体积的减小有着重要的意义。     

Bi_(0.5)K_(0.5)TiO_3掺杂对0.945K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3-0.045LiSbO_3无铅压电陶瓷结构性能的影响

采用传统固相合成法合成(1-x)(0.945K0.5Na0.5NbO3-0.045LiSbO3)-x(Bi0.5K0.5TiO3)(简记为(KNN-LS)(1-x)-BKTx))无铅压电陶瓷,研究不同BKT掺入量(x=0.000,0.005,0.010,0.015,0.020,0.025,0.030)对该体系陶瓷的微观结构和压电介电性能。结果表明:x≤0.025时,均可形成单一钙钛矿结构;与KNN-LS相比,体积密度(ρ)、机械耦合系数kp、kt显著提高;d33、介电损耗tanδ、机械品质因数Qm和次级相变温度降低;当x=0.020时,样品的整体性能达到最佳值:ρ=4.239g/cm3,d33=94pC/N,kp=30.9%,kt=20.7%,tanδ=0.024,相对介电常数εT33/ε0=2468,Qm=53.95,次级相变温度降至室温以下,温度稳定性好。     

MnO_2/CeO_2掺杂PZT压电陶瓷性能研究

压电报警器是采用压电陶瓷片作为核心的装置。它具有体积小而发生效果好的特点,因而得到广泛的应用。但是现存的报警器的声压级达不到实际的需求水平,这是因为压电陶瓷材料的性能限制。笔者采用传统的固相法制备PZT二元系压电陶瓷。研究了掺杂不同含量为0.10%,0.15%,0.20%,0.25%,0.30%和0.35%的MnO2和CeO2对PZT压电陶瓷的结构,介电性能,压电性能和介电损耗的影响。并对其微观组织进行了研究。当锰的掺杂量为0.15%时,压电陶瓷的性能得到最佳的优化:tgδ=0.009 5;kp=0.634pC/N;d33=611;ε=2 523。铈的掺杂使陶瓷的烧结温度升高,当铈的掺杂量为0.15%时,压电陶瓷的性能也得到了最佳的优化:tgδ=0.017;kp=0.623;d33=563pC/N;ε=3 310。综上所述,在原配方材料的基础上压电常数和机电耦合系数都有所增加。这对压电报警器的声压的提高、体积的减小有着重要的意义。     

WO3掺杂PMS—PNN—PZT压电陶瓷的压电性能的研究

用固相反应法制备了掺杂WO3的PMS—PNN—PZT压电陶瓷,研究了WO3对PMS—PNN—PZT陶瓷的相结构与压电性能的影响。WO3的加入促进了PMS—PNN—PZT压电陶瓷的烧结致密化。掺杂0．5wt％时,在1100℃下烧结具有最佳压电性能：d33=381pC·N^-1,Qm=1040,Kp=0．53,εr=1448,tanδ=0．0052。     

(K_(0.485)Na_(0.485)Li_(0.03))NbO_3-Pb(Zr_(0.53)Ti_(0.47))O_3压电陶瓷的压电性能与微观结构

采用传统电子陶瓷制备技术和工业原料制备了新型(1-x)(K0.485Na0.485>Li0.03)NbO3-Pb(Zr0.53Ti0.47)O3少铅压电陶瓷,研究了该体系陶瓷的压电性能及微观结构.X射线衍射分析表明:在1250℃烧结3h的条件下,所有陶瓷样品都具有纯的钙钛矿结构和高致密性,并且在室温下形成了正交相和四方相共存的结构.x=0.75时,陶瓷的压电性能达到最佳:压电常数d33=363 pC/N,机电耦合系数kp=63%,相对介电常数εr=1 590,介质损耗tanδ=1.70%.     

低温烧结PZT-O.5%PbO·WO3压电陶瓷

以固态氧化物为原料,采用一次合成工艺制备锆钛酸铅(lead zirconate titanate,PZT)-0.5%PbO·WO3压电陶瓷,研究摩尔比n(Zr)/n(Ti)、烧结温度对陶瓷性能的影响.结果发现:合成温度900℃保温2 h可以得到钙钛矿结构压电陶瓷.n(Zr)/n(Ti)=1.08时,烧结温度为1 100℃保温2 h,压电陶瓷的综合性能在准同型相界处达最佳:介电常数εT33/ε0=1 593,介电损耗tgδ=0.019,压电系数d33=363.5×10-6C/N,机电耦合系数Kp=0.596,机械品质因数Qm=8 8.4.     

锰掺杂无铅压电陶瓷(Bi_(0.5)Na_(0.5))_0.9Ba_(0.07)Sr_(0.03)TiO_3的结构和电学性能(英文)

采用传统陶瓷工艺制备掺MnO2的(Bi0.5Na0.5)0.9Ba0.07Sr0.03TiO3(BNBST)无铅压电陶瓷。锰掺杂(MnO2摩尔掺量x=0～1.25%)可以提高陶瓷的烧结性能,在1150℃烧结,可以得到致密陶瓷和纯的钙钛矿相。X射线衍射显示:室温、0.20x0.75时,形成四方相与三方相共存的准同型相界(morphotropic phase boundary,MPB),且x=0.25时,锰掺杂的BNBST陶瓷表现出优良的性能,其中压电常数d33=157pC/N,平面机电耦合系数kp=33%,机械品质因数Qm=364,相对介电常数εr=843,介电损耗tanδ=2%。这些结果确认了MPB组成与x之间的相互关系,并为设计新型压电材料提供方法。     

Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbZrO3-PbTiO3压电陶瓷的电学性能研究

采用固相烧结法制备了0.40Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-(0.6-x)PbZrO3-xPbTiO3压电陶瓷,系统研究了其组分变化对晶体结构、介电和压电性能的影响。研究结果表明,所有样品均属于钙钛矿结构,无第二相产生。随着组分的变化,存在三方相向四方相的转变,并且在x = 0.38附近获得准同型相界组分,呈现出最优的电学性能,最高的压电系数d33 = 520 pC/N,居里温度TC = 238 °C,平面机电耦合系数kp = 0.60,厚度机电耦合系数kt = 0.52,纵向机电耦合系数k33 = 0.73。     

两步烧结法制备Mn掺杂Bi_4Ti_(2.85)Nb_(0.15)O_(12)陶瓷的微观结构与电性能研究

采用两步烧结法制备了Bi_4Ti_(2.85)Nb_(0.15)O_(12)+0.2 wt%MnO_2(BITN-Mn)铋层状无铅压电陶瓷,研究了两步烧结工艺对BITN-Mn陶瓷的微观结构和电性能影响规律。通过优化两步烧结工艺条件获得了具有均匀细小晶粒结构的致密陶瓷体,其压电常数d33达到23 pC/N。此外,该陶瓷还具有其它优异的综合性能:介电常数ε_(33)~T/ε_0=170,介电损耗tanδ=0.5%,机械品质因素Q_m=2590,500℃下的绝缘电阻率ρ=3.8×10~6Ω·cm,居里温度T_c=665℃,显示了其在高温压电传感器应用方面的潜在价值。     

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。     

K0.48Li0.02Na0.5(Nb1–xSbx)O3压电陶瓷的制备与性能EI北大核心CSCD

采用微波烧结法制备了锑掺杂改性K0.48Li0.02Na0.5NbO3(KLNN)压电陶瓷,研究了锑掺杂量(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08)对陶瓷的微观结构、表面形貌、介电性能、压电性能和铁电性能的影响。结果表明:在掺杂范围内,各组分的陶瓷样品均形成了单一的钙钛矿结构,结晶良好,晶粒均匀,说明金属锑在KLNN晶格中可以形成均匀固溶体,改善了KLNN基无铅压电陶瓷的微观结构,提高了其压电性能和铁电性能。在x=0.06时,K0.48Li0.02Na0.5(Nb0.94Sb0.06)O3陶瓷样品的Curie温度介电常数峰(εr)、单向电致应变(ε)、压电系数(d33)均达到最大值,分别为εr=5557,ε=0.08%,d33=208 pC/N。     

Sr、Mn离子掺杂PMS-PZT压电陶瓷相组成与性能研究

针对聚焦超声换能器用压电陶瓷,采用传统的固相法制备Pb1.04(Mn1/3 Sb2/3)0.05 Zr0.47 Ti0.48 O3+x％SrCO3+y％MnO2(x+y=0.3)(PMS-PZT)三元系压电陶瓷.使用正交实验分析方法研究添加不同比例的Sr、Mn离子后PMS-PZT压电陶瓷电学性能的变化.讨论了在准同型相界(MPB)随着掺杂元素相对含量的改变对压电陶瓷的相对介电常数εr、机电耦合系数kp、机械品质因数Qm和压电常数d33的影响.通过研究发现:在900℃煅烧,1180℃烧结保温2 h,当x=0.15时,三方相和四方相共存且三方度最大,得到综合性能优良的压电陶瓷材料:密度 ρ=7.84 g/cm3、压电常数d33=336 pC/N、机械品质因数Qm=1889、机电耦合系数kp=0.63、相对介电常数εr=1479,采用此工艺制备的压电陶瓷完全满足高强度超声换能器用的压电材料.     

铈和锶复合掺杂对Bi_4Ti_(2.92)Nb_(0.08)O_(12.04)高温无铅压电陶瓷的影响

采用固相法制备了Ce和Sr复合掺杂的Bi4Ti2.92Nb0.08O12.04(BTN+0.5x%CeO2+0.5x%SrCO3,0≤x≤1.5,质量分数)铋层状高温无铅压电陶瓷,研究了不同含量的Ce和Sr掺杂对BTN系陶瓷微观结构及电性能的影响。结果表明:样品均为单一的铋层状结构相,Ce和Sr的引入明显提高了陶瓷的压电性能。当掺杂量x=0.9时,样品具有最佳性能:压电常数d33=29pC/N,平面机电耦合系数kp=8.77%,介电损耗tanδ=0.13%,剩余极化强度Pr=15.87μC·cm-2和Curie温度TC=627℃。此外,该组分陶瓷样品具有良好的压电稳定性,表明该材料在高温领域下具有良好的应用前景。     

Ce掺杂0.85Bi_4Ti_3O_(12)-0.15LiNbO_3铋层状铁电陶瓷的显微结构与性能(英文)

采用固相法制备CeO2掺杂改性0.85Bi4Ti3O12-0.15LiNbO3(BTO-LN)铋层状压电陶瓷。借助于X射线衍射和扫描电子显微镜研究了CeO2掺量与BTO-LN陶瓷晶体结构和电性能的关系。结果表明:所有陶瓷样品均为单一的正交相结构;随CeO2掺量的增加,陶瓷的晶粒尺寸变大,Curie温度TC由653℃下降到617℃;CeO2掺杂提高了样品的压电性能,压电常数d33随CeO2掺量的增加先增大后减小,相对介电常数εr表现出相反的变化趋势;当CeO2的掺入量为0.75%时,样品的电性能最佳,即d33=25pC/N,机械品质因数Qm=2 895,介电损耗tanδ=0.10%,TC=617℃。     

(Ba0.85Ca0.15)(Ti0.90Zr0.06Sn0.04)O3-Fe2O3无铅压电陶瓷的性能研究

采用固相法制备了(Ba0.85Ca0.15) (Ti0.90Zr0.06Sn0.04)O3-xmol％Fe2O3(简写为BCTZS-xFe)无铅压电陶瓷.研究了不同掺杂量对该陶瓷的显微结构、介电、铁电及压电性能的影响.结果表明,所有样品均具有单一的钙钛矿结构,少量掺杂能使晶粒长大,提高电性能.在x=0.025时,具有最佳的综合电性能,压电常数d33 =515 pC/N,机电耦合系数kp=48.2％,机械品质因数Qm =182,2Pr=18.2 μC/cm2,2Ec =4.3 kV/cm,介电常数εr=5175.     

压电陶瓷K_(0.5)Na_(0.52)Nb_(1-x)Sb_xO_3的制备研究

采用固相烧结法制备无铅压电陶瓷K_(0.5)Na_(0.52)Nb_(1-x)Sb_xO_3,其掺杂量x取值分别为0、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06,对其进行相关性能和常数测定。通过相关试验及测定得出结论:烧结温度为1 140℃时,掺杂水平x为0.02,样品的压电常数d_(33)=111pC/N,介电常数ε_r=1 200,机械品质因数Q_m=10,机电耦合系数kp=0.387,介电损耗tanδ=0.11,该压电陶瓷具有良好的压电性能和铁电性。     

0.995Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3-0.005(LiyK1-y)SbO3压电陶瓷的制备及性能研究

采用传统固相法制备了新型0.995Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3-0.005(Li y K1-y)SbO3无铅压电陶瓷,利用XRD、SEM等测试技术表征了该陶瓷的晶体结构、表面形貌、压电和介电性能。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固溶体。压电性能随y的增加先增加后减少,在y=10%时压电常数及机电耦合系数达到最大值(d33=111 pC/N,k p=0.220)。     

低温烧结PZT–0.5%PbO·WO_3压电陶瓷

以固态氧化物为原料,采用一次合成工艺制备锆钛酸铅(leadzirconatetitanate,PZT)–0.5%PbOWO3压电陶瓷,研究摩尔比n(Zr)/n(Ti)、烧结温度对陶瓷性能的影响。结果发现:合成温度900℃保温2h可以得到钙钛矿结构压电陶瓷。n(Zr)/n(Ti)=1.08时,烧结温度为1100℃保温2h,压电陶瓷的综合性能在准同型相界处达最佳:介电常数ε3T3/ε0=1593,介电损耗tg?=0.019,压电系数d33=363.5×10-6C/N,机电耦合系数Kp=0.596,机械品质因数Qm=88.4。     

(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_3-CaZrO_3基无铅压电陶瓷的相结构和压电性能研究

采用传统陶瓷工艺制备了(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xCaZrO3(简称KNN-CZ)无铅压电陶瓷。分析了陶瓷样品的相结构组成。测试结果表明:所有陶瓷样品均为钙钛矿相,未发现其它晶相。随着CaZrO3含量的增加,(1-x)KNNxCZ陶瓷的相结构由正交相转变为四方相,最后变为立方相。研究了不同CaZrO3含量对压电性能的影响,实验表明:当CaZrO3含量为0.05mol时,压电常数d33和径向机电耦合系数kp分别达到了最大值196pC/N和0.35。(1-x)KNNxCZ(x=0.05)陶瓷的压电性能展现了良好的温度稳定性和经时稳定性,这些结果表明(1-x)KNN-xCZ(x=0.05)陶瓷是一种优良的无铅压电备选材料。