低温烧结改性PbTiO3压电陶瓷材料的研究

研制了一种添加Bi(Cd1/2Ti1/2)O3、MnO2、SiO2的新型低温结改性PbTiO3压电陶瓷材料,实验发现低熔物SiO2是影响烧结的主要因素,除能明显降低该材料烧结温度外,还能起掺杂性作用。该材料具有低烧结温度、高压电活性、大压电各向异性、较高机械品质因素及低介电常数等特点,960℃烧成时主要性能参数为：厚度机电耦合系数kt=0.49;径向机电耦合系数kp=0.027;压电各向异性比kt/kp=18;压电应变常数d33=65pC.N∧-1;机械品质因素Qm=541,密度ρv=7.4g.cm∧-3,居里温度Tc=312℃,介电常数ε∧T33/Eo=177,介质损耗tanδ=0.63%,该材料在叠层压电滤波器和叠层压电和压变压器方面显示出很好的应用前景。     

LiF/Li2CO3对PZT陶瓷低温烧结及压电性能的影响

采用固相合成法制备了Pb(Zr0.52Ti0.48)O3+x%LiF（PZT+x%LiF）及Pb(Zr0.52Ti0.48)O3+y%Li2CO3(PZT+y%Li2CO3)(x、y为质量分数)压电陶瓷,研究了x、y不同对PZT压电陶瓷烧结性、晶体结构、微观形貌及压电性能的影响。随着x、y的增加,PZT压电陶瓷的四方相晶胞比（c/a）均下降,但在x=y时, 与PZT+y%Li2CO3相比,PZT+x%LiF的c/a较小,居里温度基本不变,PZT+x%LiF及PZT+y%Li2CO3的压电性能小幅提升后下降,且在x=y=0.2时,其压电性能均取得最佳。结果表明,掺杂LiF、Li2CO3均能促进低温烧结,提高致密度;在1 100 ℃烧结温度下,PZT+y%Li2CO3样品性能较优,且低温烧结效果更好。但在掺杂量较大时,LiF对性能的恶化较小。     

SiO2掺杂低温烧结PMMNS压电陶瓷的结构和性能

采用固相二步合成法制备SiO2掺杂Pb(Mg1/3Nb2/3)0.05(Mn1/3Nb2/3)0.04(Mn1/3Sb2/3)0.01Zr0.45Ti0.45O3(PMMNS)压电陶瓷,探讨了不同SiO2掺杂量对陶瓷样品的相结构和机电性能的影响。结果表明:在烧结温度为980℃时,可以得到纯钙钛矿结构PMMNS陶瓷。SiO2的加入,明显降低了PMMNS陶瓷的烧结温度。当SiO2的掺杂量为质量分数0.10%时,所得性能最佳:kp=0.51,d33=323pC/N,Qm=1475,tanδ=0.0038和εr=1762。     

PMS对PBSZT压电陶瓷结构与性能的影响

采用传统固相合成法制备了Pb(Mn1/3Sb2/3)O3掺杂的(1–x)(Pb0.92Ba0.02Sr0.06)(Zr0.52Ti0.48)O3-xPb(Mn1/3Sb2/3)O3[xPMS-(1–x)PBSZT]压电陶瓷。通过XRD、SEM和准静态d33仪等手段探讨了PMS掺杂量对xPMS-(1–x)PBSZT陶瓷样品的相结构、显微结构和电性能的影响。结果表明:适量的PMS掺杂有助于降低陶瓷样品的烧结温度,x=0.01的样品在1 230℃烧结具有最大体积密度7.83 g/cm3。当x=0.02时,其具有最佳综合电性能,主要参数为:d33=349pC/N,kp=0.592,εr=1 587,tanδ=0.46%。     

PZT-BF-MCX系压电陶瓷的烧结和电性能

研究了Pb(Cu_(1/3)Nb_(2/3))O_3(简为PCN)、Pb(Cu_(1/2)W_(1/2))O_3(简为PCW)、 Sr(Cu_(1/3)Nb_(2/3))O_3(简为SCN)、Sr(Cu_(1/2)W_(1/2))O_3(简为SCW)、Ba(Cu_(1/3)Nb_(2/3))O_3(简为BCN)及Ba(Cu_(1/2)W_(1/2))O_3(简为BCW)第四组元(简为MCX)对低温烧结的PZT-BF-MCX(其中PZT为Pb(ZrTi)O_3,BF为BiFeO_3)系压电陶瓷的烧结和电性能的影响。发现PCW的降温效果最好,BCN的综合改性效果最佳。所获得的最佳配方可在950℃下烧成,其主要性能已达到或接近我国医用超声压电陶瓷材料专业标准(ZBC《医用超声压电陶瓷材料》(送审稿),1990年12月广州会议通过)中规定的发射型材料要求。     

低温烧结CuO改性PZT压电陶瓷性能研究

为了降低铅基压电陶瓷的烧结温度,采用传统固相法制备了CuO掺杂改性的Pb (Zr0.52Ti0.48)2O3 (PZT)二元压电陶瓷.研究了CuO掺杂对所制PZT陶瓷的结构和性能的影响.XRD显示随CuO掺杂量增加,特征峰向低角度移动,SEM显示烧结晶粒先增加后减小,CuO的加入促进了烧结.CuO和PbO生成低共熔物,...     

镨掺杂对锆钛酸铅压电陶瓷性能的影响

用固相反应法制备了镨掺杂锆钛酸铅（PZT）压电陶瓷,研究了镨掺杂对材料性能的影响。样品是在锆钛比为变量，镨含量为3％（摩尔比），制备工艺相同的条件下进行的。对其压电和介电性能测试结果表明：与未掺杂PZT相比，掺镨后的PZT相界发生了移动，即移向了富锆的一端，其在锆钛比约为1.17-1.27之间；居里温度Tc随锆钛比的增加而降低，在本研究的系统内，锆钛比最小和最大时分别为1.04和1.50，其相应的居里温度分别为330℃和278℃；压电系数d33、机电耦合系数kp及介电常数ε/ε0均在1．17处达最大值，d33=420pC/N,k0=0.53;极化前的ε/ε0达1400，极化后ε33^T/ε0达2000；介电损耗tanδ随锆钛比的增加呈上升趋势，而机器品质因数Qm大幅度下降，在锆钛比为1．17处达最小值75。     

银掺杂对低温烧结四元系陶瓷压电性能的影响

研究了微量银掺杂对多层压电陶瓷器件中使用的高性能低温烧结PMN－PNN－PZT（PMNNZT）基陶瓷压电性能的影响。结果表明：在烧结后没有产生明显的新相，少量银掺杂促进了陶瓷的烧结，增强了PMNNZT陶瓷的铁电性。对其压电性能的影响比较显著，具体表现为：微量的银掺杂增强了压电性能，但更多的银掺杂恶化了陶瓷的压电性能。该文解释为银掺杂影响了压电陶瓷材料的应变性能，从而进一步影响了压电性能。     

低温共烧PSN-PZT压电陶瓷的研究

以固态氧化物为原料,采用一次合成工艺制备PSN-PZT压电陶瓷,并研究PSN含量、B位离子Nb缺位量、ZrO2的减少量、微量添加元素、烧结工艺参数对陶瓷压电性能的影响。结果表明:PSN的加入使PZT的准同型相界点向富钛方向移动,当PSN的摩尔分数为3%,材料的最佳锆钛比r(Zr/Ti)=1.04。B位离子Nb的缺位可大幅度降低材料的烧结温度,在Nb缺位量为10%时,可使材料的烧结温度降低到(1 110±20)℃,同时保持优异的压电性能:居里温度TC=339℃,压电常数d33=427 pC/N,介电常数3εT3/0ε=1 750,机电耦合系数kp=0.72,介电损耗tanδ=0.014。     

烧成和极化条件对PZT—BF—BCN系压电陶瓷电性能的影响

本文探讨了PZT—BF—BCN四元系统压电陶瓷在不同烧成条件下电性能的变化及其显微结构特点,详细研究了极化电场、极化温度和极化时间对该系统电性能的影响,找到了该系统较佳的烧成和极化条件。     

PBSZT压电陶瓷机械损耗和介电损耗的研究

为探索Pb0.9Ba0.05Sr0.05(Sn1/3Nb2/3)0.06(Zn1/3Nb2/3)0.06Ti0.44Zr0.44O3 0.5%Sb2O3 0.5%Mn(NO3)2(质量分数)铅基压电陶瓷材料的损耗机理,进行成型工艺、烧结工艺的实验研究,实验制备的凝胶注模成型样品得到较低的介电损耗tan δ为0.25%,而干压成型得到更大的品质因数Qm为2 065.从微观结构角度来看,机械损耗主要依赖陶瓷微观结构的致密性,而tan δ较多的依赖于陶瓷结构的均匀性.     

烧结工艺对PSN-PZN-PMS-PZT瓷性能的影响

采用二次合成工艺得到了Pb(Sn1/3Nb2/3)0.03(Zn1/3Nb2/3)0.03(Mn1/3Sb2/3)0.04Zr0.435Ti0.465O3(PSN-PZN-PMS-PZT)五元系压电陶瓷。分析讨论了压电陶瓷的烧结温度与体密度、气孔率、晶粒大小及介电、压电性能的关系。并研究升温速度,保温时间对介电、压电性能的影响。结果表明,升温速度过快时材料致密性下降;烧结温度1 260℃保温3 h,得到一种综合性能优良的压电材料。其主要参数:r为1 390,d33为300 pC/N,kp为55.1%,Qm为1 180,tg为0.30?02。     

PMSZT压电陶瓷的制备工艺研究

研究了合成工艺、烧结工艺、烧银工艺及极化工艺对PMSZT压电陶瓷相组成、显微结构及电性能的影响。结果表明,PZT压电陶瓷在合成温度为900℃时,可得钙钛矿结构;烧结温度1 240℃时,体积密度最大,综合性能达最佳。烧银温度对陶瓷性能有一定影响。随着烧银温度的升高,介电常数、介电损耗、压电常数和机电耦和系数降低。最佳极化工艺为极化温度120℃,极化电压2 500 V/mm。     

Li_2CO_3掺杂对PZN-PNN-PZT陶瓷结构及性能的影响

采用固相法制备了0.1Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3-0.1Pb(Ni_(1/3)Nb_(2/3))O_3-0.8Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3+x%Li_2CO_3(PZN-PNN-PZT,x为质量分数)低温压电陶瓷,研究了Li_2CO_3掺杂对PZN-PNN-PZT压电陶瓷晶体结构、微观形貌及电学性能的影响。实验结果表明,随着Li_2CO_3含量的增加,PZN-PNN-PZT陶瓷晶体结构从三方相向四方相转变,陶瓷晶粒尺寸先增大后减小。掺杂适量的Li_2CO_3能有效提高PZN-PNN-PZT陶瓷的电学性能。当x=0.3时,PZN-PNN-PZT陶瓷具有最好的综合性能:压电常数d_(33)=530 pC/N,机电耦合系数k_p=0.55,品质因数Q_m=60,居里温度T_C=176℃,相对介电常数ε_r=2 800,剩余极化强度P_r=32.80μC/cm~2,矫顽场E_c=0.96 kV/mm。     

ZnO掺杂对PSN-PZT陶瓷烧结温度及压电性能的影响(英文)

为了降低PZT压电陶瓷的烧结温度,研究了ZnO掺杂对Ba、Fe改性的PSN-PZT陶瓷的烧结温度和压电特性的影响。通过XRD和SEM测试手段,分析了微观结构和材料性能的关系。XRD结果显示所有样品均呈现四方钙钛矿结构。在w(ZnO)<0.1%时陶瓷压电性能随ZnO的增加而提高;当w(ZnO)=0.1%时,陶瓷样品同样展现出了优良的压电性能。这些结果证明了适量的ZnO掺杂可以降低陶瓷的烧结温度并提高压电性能。     

Sb2O3掺杂对PZT压电陶瓷微观结构与性能的影响

Sb2O3掺入量(均为质量分数)<1.9%时,晶体结构为纯钙钛矿相,平均晶粒尺寸随掺入量增大由17μm减小至2μm,压电活性逐渐增强;Sb2O3掺入量>1.9%时,为钙钛矿与焦绿石两相复合结构,随Sb2O3掺入量增加,平均晶粒尺寸保持稳定,压电活性减弱;Sb2O3掺入量为1.9%～2.0%处,压电活性最强。主要性能指标:εr为1925,tgδ为2.35×10–2,d33为440pC/N,kp为64%,Qm为70,tC为300℃。     

助剂对ZnO-SiO2陶瓷烧结和性能的影响

研究了Bi2O3-SiO2烧结助剂预合成对ZnO-0.6SiO2陶瓷烧结和微波介电性能的影响。750℃预烧后的Bi2O3-SiO2烧结助剂能形成液相,有效地将ZnO-0.6SiO2陶瓷的烧结温度从1 380℃降至990℃。随助剂添加量的增加,ZnO-0.6SiO2陶瓷的介电常数(rε)略有提高,品质因数(Q×f)随之下降,频率温度系数(τf)无明显变化。添加3%~10%(质量分数)预合成的Bi2O3-SiO2助剂后,ZnO-0.6SiO2陶瓷在990℃保温2 h,获得微波介电性能为:rε=6.19~6.59,Q×f=37 500~41 800 GHz(测试频率f=11 GHz),τf=(-52.9~-50.1)×10-6/℃。     

铌酸锌陶瓷的低温烧结与介电性能

采用传统固相反应法合成ZnNb2O6陶瓷粉体。系统研究了添加不同含量V2O5对ZnNb2O6陶瓷的烧结特性及介电性能的影响。结果表明:其烧结温度降低到1 050℃,且当V2O5质量分数大于1.0%时有第二相ZnV2O6生成。添加V2O5后ZnNb2O6陶瓷的谐振频率温度系数向0方向偏移。当V2O5质量分数为1.0%的ZnNb2O6陶瓷在1 050℃烧结3h时,其介电性能为εr=28,tanδ=0.000 6,τf=-42.5×10-6/℃(在1 MHz下)。