压电陶瓷研制工艺及其性能的改善

本文简要报道了从理论和实践的结合上对压电陶瓷研制工艺的某些方面进行改进,从而使其一些性能得到改善;并提出了未来压电材料研究和发展方面的一些问题。     

Pb1-xSmxZr0.52Ti0.48O3压电陶瓷的结构与电学性能

采用水热合成法制备Pb1-xSmxZr0.52Ti0.48O3(PSxZT,x=0.00,0.01,0.02,0.03,0.04、0.05)粉体,并在1200,1240,1280及1320℃烧结得到不同微观结构的PSx ZT陶瓷,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)对PSx ZT...     

PSN-PNN-PZT系压电陶瓷的制备及其性能研究

在1 280℃下,采用传统固相反应法制备出Pb(Sn_(0.5)Nb_(0.5))O_3-Pb(Ni_1/_3Nb_2/_3)O_3-Pb[Zr_xTi(_(1-x))]O_3(PSN-PNN-PZT,质量分数x=0.42,0.43,0.44,0.45)压电陶瓷。研究了不同的x对PSN-PNN-PZT压电陶瓷的相结构、显微组织形貌及电学性能的影响。结果表明,当x=0.43时,样品为单一的钙钛矿结构,存在准同型相界,并且晶粒饱满,晶界清晰,颗粒大小均匀,综合电学性能达到最优,压电常数d_(33)=625pC/N,介电常数ε_r=3 005,介电损耗tanδ=1.75%,电容C_p=1 280nF。     

锂掺杂BNKT无铅压电陶瓷的制备与电学性能

采用传统电子陶瓷工艺制备了无铅压电陶瓷Bi0.5(Na0.825K0.175)0.5TiO3+x%Li2CO3(x=0～10,质量分数),利用X线衍射(XRD)和扫描电镜等测试技术分析表征了该体系陶瓷的结构、介电与压电性能。结果表明,Li的添加改善了该体系陶瓷的烧结性能,烧结温度明显降低,弛豫程度增强;XRD结果表明,x<5.0时,陶瓷具有单一钙钛矿结构。Li的引入改善了该体系的电学性能,室温下该体系的压电常数d33可达174 pC/N,平面机电耦合系数kp达到29.7%。掺Li后,该陶瓷的去极化温度(Td)有所提高,其中当锂的质量分数增至1.0时,该陶瓷的Td高达180℃。     

BNKT BZN无铅压电陶瓷的制备及电学性能研究

采用传统固相法制备得到(0.8-x) Bi0.5 Na0.5TiO3-0.2Bi0.K0.5TiO3-xBi(Zn2/3 Nb1/3)O3(摩尔分数0≤x≤0.06)(简称(0.8-x)BNT-0.2BKT-xBZN)无铅压电陶瓷.利用XRD、SEM等测试技术表征了该体系陶瓷的晶体结构、表面形貌及介电和压电性能.研究结果表明,所有组分的陶瓷样品均形成典型的钙钛矿结构;同一烧结温度下,随着Bi(Zn2/3 Nb1/3)O3含量的增加,晶粒尺寸增加;在1 180℃烧结温度保温2h的条件下,组成为x=0.02的陶瓷样品经极化后,压电常数d33=48 pC/N,相对介电常数ε33T/ε0=598.9,介电损耗tan δ=0.048 45.     

B-Si-Pb玻璃掺杂PBSNF-PZT压电陶瓷的性能研究

通过传统固相反应法合成了P)b0.95Ba0.05[(Sb0.6Fe0.4)0.5Nb0.5]0.02Zr0.52Ti0.48O3(PBSNF-PZT)压电陶瓷,研究了B-Si-Pb(B2O3-SiO2-PbO)玻璃掺杂对PBSNF-PZT陶瓷结构及性能的影响。结果表明,掺杂少量B-Si-Pb玻璃后,所制PBSNF-P...     

压电马达用压电陶瓷的研究

采用传统的电子陶瓷工艺制备了高性能四元系压电陶瓷 (PZN- PMS- PZT- r Mn O2 )。考察了不同剂量的锰掺杂对压电陶瓷的介电性能和压电性能的影响 ,即室温介电常数 ε、介电损耗 tanδ、居里温度 Tc、机电耦合系数 kp、压电常数 d33和机械品质因数 Qm。随着 Mn含量的增加 ,ε和 tanδ均减小 ;由于内偏置场的影响 ,居里温度 Tc随锰含量的增加而增加。kp 和 d33随 Mn含量的增加而减小 ;而 Qm 表现出较复杂的变化规律 ,随 Mn含量的增加 Qm先增加 ,当 r=0 .2 %时 ,达到最大值 10 0 0 ,当 r>0 .2 %时 ,Qm 下降。实验结果表明 :当 r=0 .2 %的锰掺杂压电陶瓷比较适合制作压电马达 ,其压电性能为 ε=12 0 0、tanδ=0 .0 0 4、Tc=349°C、kp=0 .6 0、d33=380 p C/ N和 Qm=10 0 0     

无铅压电材料NBT-BZT陶瓷压电性能及改性

通过配方试验和性能测试分析研究了(1x)Na1/2Bi1/2TiO3-xBa[ZryTi(1y)]O3(x=0.04,0.06,0.08,0.10,y=0.04,0.045,0.05,0.06)无铅压电陶瓷的压电、介电性能。以及当x=0.06,y=0.045时引入Sn4+对NBT-BZT材料的压电介电性能影响。研究表明:当x=0.06,y=0.045, Sn4+对(Na1/2Bi1/2)2+取代量为0.02时,系统的压电性能参数d33和kt分别达到196 pC/N和0.55,相对介电常数可提高到1 263。     

PNW对PMS-PZT压电陶瓷结构和性能的影响

采用传统陶瓷工艺制备了PNW-PMS-PZT四元系压电陶瓷,分析了陶瓷样品的相结构组成,结果表明所有陶瓷样品的相结构为纯钙钛矿相结构;随着PNW含量的增加,陶瓷晶粒逐渐长大;研究了室温下PNW含量对介电性能和压电性能的影响,实验表明,随着PNW含量的增加,介电常数rε、机电耦合系数kp和压电常数d33先增加,PNW含量为0.02 mol时分别达到最大值,然后降低;随着PNW含量的增加,介电损耗tanδ一直增加,机械品质因数Qm和居里温度TC始终降低。PNW含量为0.02 mol的压电陶瓷适合制作大功率压电陶瓷变压器。其性能为:rε=2 138,tanδ=0.005 8,kp=0.61,Qm=1 275,d33=380 pC/N和TC=205℃。     

PMS-PZT压电陶瓷的制备及性能研究

采用传统陶瓷工艺制备了PMS-PZT三元系压电陶瓷,分析了其粉体和陶瓷样品的相结构组成,测试结果表明在预烧粉体中随着PMS含量的增加,焦绿石相也增加,在所有陶瓷样品中均为100%的钙钛矿结构;研究了室温下PMS含量对相对介电常数er、介质损耗tgd、居里温度tC、机电耦合系数kp、机械品质因数Qm和压电常数d33的影响,实验表明随着PMS含量的增加,材料逐渐变硬,er、tC、kp和d33逐渐减少,tgd和Qm逐渐增加。     

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     

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℃。     

滚磨工艺对压电陶瓷振子性能的影响

介绍行星式滚磨工艺在压电陶瓷频率元件制造过程的应用,对压电陶瓷振子的频率具有调整作用。在给出不同滚磨试验条件下得到不同的滚磨结果。结果分析得出滚磨工艺影响压电陶瓷振子性能的关键因素,确定了滚磨条件。压电陶瓷频率元件产品的主要指标——振子频率控制精度要求越来越高,通过行星式滚磨机的滚磨加工,实现频率精细调整的目的。     

一种新型压电陶瓷控制器的研究

压电陶瓷的迟滞、非线性和蠕变特性，降低了它的定位精度，且给压电陶瓷微定位系统的控制带来困难。该文提出一种新的智能逻辑规则控制算法，仿真结果表明，与PID控制算法相比，控制器输出不仅超调量小、响应时间快，而且控制器的控制精度可以预先设定并通过直接调节参数而满足，满足了压电陶瓷微定位系统高精度的要求。     

含金属芯压电陶瓷纤维的传感特性研究

压电陶瓷纤维(MPFs)是一种新型的智能材料。该文简述了其几何形状、制备工艺,从理论上分析了其应变传感原理。实验研究了MPFs的准静态、动态应变传感特性。研究结果表明,MPFs传感器灵敏度很高,静态响应的线性度很好,动态响应则有非线性和迟滞现象。最后探讨了MPFs的几何尺寸对传感性能的影响,分析了迟滞现象产生的原因。     

磁电复合薄膜用高性能压电陶瓷靶材的制备

采用固相法制备了高性能的Pb(Zr0.54Ti0.46)O3压电陶瓷靶材。通过调整Sr掺杂比例,获得高性能的压电陶瓷配方,以高性能锆钛酸铅(PZT)粉体为原料,经冷等静压和高温烧结制备出磁控溅射需要的、直径为73.6mm的压电陶瓷靶材。     

PZT压电陶瓷矩形振子的三维耦合振动

本文研究了压电陶瓷矩形振子的三维耦合振动,通过引入振子的等效弹性系数,用解析法导出了振子的共振频率方程,由频率方程计算了振子耦合振动的共振频率.理论分析表明,压电陶瓷细长棒的纵向振动,薄板的径向及厚度振动等都可由本文理论导出,与数值法相比,本文理论计算简单,物理意义明显.实验表明,振子共振频率的计算值与测量值基本符合.     

KNNS-BNKZ无铅压电陶瓷的制备及其电性能研究

采用传统固相法中的直接合成法和两步合成法制备了0.96(K_0.48Na_0.52)(Nb_1-x_Sb_x)O_3-0.04(Na_0.82K_0.18)_0.5Bi_0.5ZrO_3(KNNS-BNKZ)无铅压电陶瓷,研究了(Bi,Na,K)ZrO_3添加方式,以及Sb摩尔分数对KNNSBNKZ材料显微组织结构和电性能的影响规律。结果表明,采用直接合成法得到的KNNS-BNKZ陶瓷在室温下为四方相,而采用两步合成法得到的陶瓷在室温下为正交-四方两相共存,且随着Sb摩尔分数的增加,陶瓷材料的密度增大,室温下的相对介电常数增大,压电常数增大,居里温度降低。采用两步合成法制备的Sb摩尔分数为0.06的KNNS-BNKZ陶瓷具有最佳电性能:室温下,相对介电常数εr=1 659,介电损耗tanδ=0.038,居里温度T_C=243℃,压电常数d_33=138pC/N。     

压电陶瓷点火器的研究

本文系统地阐述了压电陶瓷点火器的结构.工作情况以及点火效率.这可能对陶瓷点火器的生产有所裨益.