高温高频用改性PbTiO3压电陶瓷材料的研究

基于改性PbTiO3陶瓷制备高温高频压电陶瓷材料，对ABO3型钙钛矿结构B位复合取代的（1-x）PbTiO3＋xPb（Cd4／9Nb2／9W3／9）O3系压电陶瓷材料进行了研究。实验结果指出，当x=0．2时，掺入适量的改性添加物MnO2，经适当的工艺过程，可得压电性能优良的高温高频压电陶瓷材料。其中，材料的居里温度R≥480℃，机械品质因数Qm〉2000，机电耦合系数kt可达0．45，介电常数ε约为200，是一种很有前途的高温高频压电陶瓷材料。     

压电陶瓷材料的新近走势

本文从压电陶瓷材料的近期制作技术和应用情况两方面,叙述其新近发展,并对当前压电陶瓷的应用开发作简要介绍。     

厚度切变模谐振器用压电陶瓷材料研制

本文介绍一种用于厚度切变模谐振器的锆钛酸二无系压电陶瓷材料，该材料致密性好，机械品质因素高，材料的谐振频率温度相对漂移小，用该材料制成的压电变模谐振器具有体积小，器件起振灵敏度高，器件谐振频率温度相对漂移小的特点，目前已投入批量化工业生产。     

压电陶瓷换能器和压电陶瓷材料的应用与发展

压电陶瓷换能器广泛应用于数据处理、信息处理、通讯、声纳、陀螺、水声器、记步器、激光器、喷墨打印、超声清洗、超声焊接、报警、以及燃气设备等行业和技术领域中。 压电陶瓷换能器的制造是经过配料、烧结、机械加工、表面金属化、用直流电场进行极化处理而得到。压电陶瓷的物理、化学和压电特性为适合特殊的应用可以通过设计相应的压电陶瓷材料配方并辅以一定的工艺技术而实现。     

高频压电陶瓷谐振器的研制

介绍了试帛高频压电陶瓷谐振器的方法。通过采用能陷振动模式,优化预烧及烧结湿度和保温时间,并进行改性物质掺杂,制作出机械品质因数高、频率湿度特性良好的高频压电陶瓷谐振器。     

压电陶瓷材料对超声马达性能的影响

考察了３种不同性能的压电陶瓷材料,即偏硬性的铌镁－铌锰－锆钛酸铅（ＰＭＭＮ－ＰＺＴ）、软件的铌镁－铌镍－锆钛酸铅（ＰＭＮ－ＰＮＮ－ＰＺＴ）和性能介于二者之间的经ＭｎＯ２添加改性的ＰＭＮ－ＰＮＮ－ＰＺＴ对压电马达性能的影响。利用这３种压电陶瓷材料作为一种摇头式压电超声马达的定子换能器,分别考察了它们对转速、力矩输出、效率和定子换能器的频带宽度等性能的影响。作为对比,也考察了研制的压电马达和日本同类压     

无铅压电陶瓷材料研究新动向

近年来，对铌酸盐系统的无铅材料的研究甚为活跃，并有不少报道。不过，对这类材料制备过程中各道工序的深入研究及其有关材料老化方面的报道却不多。瑞士Hansu Birol等研究人员选择了以铌酸钾（KNb03）为例的无铅材料开展了系统的深入研究，并作了较详细的报道（J．Am．Ceram．Soc．2005，88（7）1754-1759）。采用常规方法可制取烧结密度大于94％的陶瓷材料，并有良好压电性能。发现制备过程中引起材料化学计量的改变，是造成陶瓷烧结不致密和压电性能欠佳的根本原因。为了防止粉料吸潮引起材料组成的化学计量改变，对配料的原材料的选择、秤料前的粉料预热处理、煅烧、球磨及烧成等制备过程中的每一工序均提出了相应要求和采取的措施。     

激光陀螺用压电陶瓷材料的制备与研究

通过文献调研设计了压电陶瓷配方,使用传统固相法制备目标压电陶瓷以达到大应变要求,以应用于激光陀螺激光稳频器中,通过r(Zr)/r(Ti)系列实验可得r(Zr)/r(Ti)=46/54组成在1 180℃烧结时获得最佳的压电介电性能,即压电常数d33≈640pC/N,弹性刚度系数cE11=60.61GPa,相对介电常数εT33/ε0≈3 300,介电损耗tanδ≈1.85%,机电耦合系数kp=0.655,居里温度TC=272℃。X线衍射(XRD)分析确认相界组成为r(Zr)/r(Ti)=46/54,扫描电镜(SEM)表明烧结温度对陶瓷晶粒尺寸有显著影响,在1 180~1 200℃之间晶粒尺寸显著增大。     

低温烧结PZT压电陶瓷材料

本文介绍了低温烧结PZT压电陶瓷材料的发展概况,给出了不同方法制备的低温烧结PZT压电陶瓷材料的性能,并对降低PZT陶瓷烧结温度的各种方法进行了评价。     

压电变压器用陶瓷材料的成分设计

根据压电变压器对陶瓷材料的性能要求,以三元系压电陶瓷为重点,分别从准同型相界MPB组成,复相陶瓷制备技术,“硬性”掺杂,过渡液相烧结等方面分析和讨论了提高压电陶瓷机械品质因数Qm,电学品质因数Q e(1/tgδ)和机电耦合系数kP,改善谐振频率温度稳定性以及降低烧结温度的可能性和途径,提出了适用于压电变压器的多元系压电陶瓷的成分选择与设计规则。     

制备工艺对PZT陶瓷压电性能的影响

分别采用两步预烧工艺和传统一次预烧工艺制备了0.13Pb(Ni_(1/3)Nb_(2/3))O_3-0.01Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3-0.86Pb_(0.82)Ba_(0.08)Sr_(0.10)Ti_xZr_(1-x)O_3(0.48≤x≤0.51)陶瓷粉体,再通过传统固相烧结法将两种粉体制备成压电陶瓷。研究了前驱体煅烧工艺和锆钛比对压电陶瓷性能的影响。结果表明,两种制备的压电陶瓷均为纯净的钙钛矿结构。两步预烧法可提高陶瓷的压电、机电性能,但介电性能降低。两步预烧法制备陶瓷的压电常数d33最高可达884pC/N,平面机电耦合系数kp可达66.4%,相对介电常数εr为5 742。采用传统固相法制备陶瓷的d33和kp分别降低到755pC/N和56.1%,ε_r则提高到7 324。     

压电陶瓷常规电性能自动测试系统研究

研究了压电陶瓷常规电性能自动测试系统,解决了精度和速度不能兼顾的矛盾。分析对比了传输线法和自动测试系统产生的误差。结果表明,用压电陶瓷常规电性能自动测试系统完全可以取代传输线法。     

高居里温度压电材料研究进展

目前在能源工业、航空航天、汽车等领域,对可在高温环境中稳定可靠工作的压电器件需求迫切。高居里温度压电材料是是高温压电器件核心敏感元件,对高温压电材料研究也越来越受重视。该文对具有高居里温度压电材料的结构和性能特点做出简要分析,并概述高温压电材料的研究进展,总结了今后的发展方向和热点问题。     

Zr/Ti比及Sr掺杂对PNN-PSN-PMN-PZT压电陶瓷性能的影响

采用固相烧结法制备了五元系PNN-PSN-PMN-PZT压电陶瓷,通过X线衍射(XRD)研究了组分不同Zr/Ti比的相结构,并研究不同Zr/Ti比和Sr掺杂量对组分介电、压电性能的影响。研究表明,组分的相结构均为单一的钙钛矿结构;随着Zr/Ti比的增加,组分的相结构由三方相向四方相转变,且组分的准同型相界位于r(Zr)/r(Ti)=0.98附近;在r(Zr)/r(Ti)=0.98的组分中掺杂Sr发现,随着Sr含量的逐渐增加,压电陶瓷的介电和压电性能先增加后减小,当x(Sr)=4.0%时,介电和压电性能出现极大值,即介电常数ε~T_(33)/ε_0=3 578,压电常数d_(33)=652pC/N,机电耦合系数k_p=0.81,品质因数Q_m=65,介电损耗tanδ=1.72%,居里温度T_C=191℃,且具有典型的介电弛豫特性。     

PMN-PZN-PZT四元系压电陶瓷材料的研究

采用传统的氧化物混合烧结工艺制备了Pb(Mn1/3Nb2/3)x(Zn1/3Nb2/3)y(ZrzTi1z)1xyO3四元系压电陶瓷材料。研究了成分及预烧温度对该四元系材料组织结构与性能的影响规律。研究结果表明:随着Pb(Mn1/3Nb2/3)O3含量的增多,陶瓷的相结构由四方相转变为三方相,准同型相界位于0.025 PMN～0.075 PMN之间,且Pb(Mn1/3Nb2/3)O3增加至7.5 %(摩尔分数),可以同时提高机电耦合系数kp和机械品质因数Qm,使kp达到0.575,Qm达到1 621;提高预烧温度可以改善陶瓷的烧结特性,同时可以改善陶瓷的介电、压电性能。     

A位取代对PZN-PNN-PZT压电陶瓷性能的影响

以固态氧化物为原料,采用固态合成工艺制备Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-Pb(ZrTi)O3(PZN-PNN-PZT)压电陶瓷,并研究了锆钛比(r(Zr)/r(Ti))、Ba2+的A位取代及Ba2+、La3+的A位复合取代对压电陶瓷电性能的影响。结果表明,PZN-PNN-PZT压电陶瓷在r(Zr)/r(Ti)=1.03下,进行Ba2+,La3+的A位复合取代后,即式子在Pb0.92Ba0.04La0.04(Ni1/3Nb2/3)y(Zn1/3Nb2/3)z Zrm Tin O3时压电性能最佳,其介电常数εT33/ε0=5 657,压电常数d33=709pC/N,机电耦合系数kp=0.69,品质因数Qm=45,居里温度TC=180.9℃。     

压电陶瓷变压器在静电复印机上的应用研究

针对静电复印机高压电源中升压电磁变压器线匝之间易打火、击穿、故障率高问题,采用PMMN陶瓷材料制备出片式结构的压电陶瓷变压器,又以压电陶瓷变压器为升压器件研制出符合静电复印机技术要求的压电陶瓷变压器高压电源,从根本上解决了传统高压电源存在的问题,这种电源还具有体积小、质量轻、不怕短路、工作效率高等特点。     

一种低温共烧多层压电陶瓷变压器

基于片式压电陶瓷变压器的结构和原理提出了一种新型低温共烧多层压电陶瓷变压器,并分析了压电陶瓷材料的烧结特性。采用在生瓷带材料中掺入低熔点玻璃(B-Bi-Cd)低温烧结剂,烧结温度可降至910℃。该文将器件的驱动部分设计成多层结构,使变压器的升压比得到提升。结果表明,该器件的谐振频率值为53.8 kHz,升压比可达1 200。