Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3-Pb(Fe_(2/3)W_(1/3))O_3二元系陶瓷的介电性质和钙钛矿相的形成机制

制备 Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3(PZN)基陶瓷电容器,最主要的问题是形成有害于介电性质的焦录石相。实验表明,固相反应法很难合成钙钛矿结构的 PZN 陶瓷,于1000经固相反应的产物是含立方焦录石的混合物,在 PZN 中添加0.53mol 的 PFW,试样中的钙钛矿相超过97%。通过对 Pb(Fe_(2/3)W_(1/3))O_3(PFW)结晶化学和烧结机理的分析,证明在 PZN 中添加 PFW 能减少或抑制焦录石的形成。本文报导了 PZN-PFW 二元系陶瓷的相关系和介电性质,探讨了钙钛矿相的形成机理。     

锰掺杂对Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3陶瓷相组成的影响

研究了锰掺杂对合成Pb（Zn_(1／3)Nb_(2／3)）O_3（PZN）陶瓷相组成的影响。用XRD和SEM法探讨了PZN中锰添加量与钙钛矿相形成间的关系，结果表明，仅添加1wt％MnCO_3就能抑制焦绿石的形成，并制成钙钛矿型结构的陶瓷。     

固相反应法钙钛矿型Pb（Zn1／3Nb2／3）O3的合成

用XRD法研究了八面体择位能大的离子对合成钙钛矿型Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))0_3[PZN]多晶材料的影响。通过对PZN结晶化学参数的分析,认为八面体择位能大的Mn~(3 )离子能有效的抑制焦录石的形成。结果表明在PZN中添加1wt％MnCO_3就能获得完全无焦录石的钙钛矿型结构的PZN陶瓷。文中讨论了相组成和钙钛矿相的稳定机理。     

高压电活性PNN–PZN–PBSZT陶瓷的结构及性能

采用铌铁矿预合成及固相法制备xPb(Ni_(1/3)Nb_(2/3))O_3–0.01Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3–(0.99–x)Pb_(0.82)Ba_(0.08)Sr_(0.10)Zr_(0.56)Ti_(0.44)O_3(x PNN–PZN–PBSZT)压电陶瓷。研究了不同铌酸镍NiNb_2O_6含量(x=0、0.01、0.015、0.02)对x PNN–PZN–PBSZT压电陶瓷的晶相结构以及压电和介电等性能的影响。结果表明:制备的压电陶瓷均为钙钛矿结构,处在准同型相界处,且随着x的增大,晶体结构逐渐向四方相转变。PNN的引入可以提高x PNN–PZN–PBSZT陶瓷的压电、机电和介电性能,当x=0.015时,样品的综合性能最佳,压电性能和室温介电性能达到最大,d33和εr分别达到998 pC/N和5 498,此时的机电转换因子k_p为74.61%,Curie温度TC为140℃,kp的最大值出现在x=0.02处,为76.26%。     

含铅弛豫铁电材料中焦绿石相形成的研究

含铅弛豫铁电材料中焦绿石相的存在是影响材料性能的重要因素,也是制造工艺中遇到的难题之一。本文以Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3(PZN)及Pb(Mg_(1/3)Nb(2/3))O_2(PMN)为例证实了非化学配比有序畴的形成会促进焦绿石相的生成,二者存在着密切关系。对PZN、PMN材料的钙钛矿结构的稳定性提出了新看法。这一结果可很好解释在PZN及PMN研究中出现的一些实验现象,对工艺控制也有指导意义。     

Pb(Zn1/3Nb2/3)O_3—Pb(Fe2/3W1/3)O_3二元系陶瓷电容器的介电性质

目前、制备Pb(Zn1/3Nb2/3)O_3(PZN)基陶瓷电容器、最主要的问题是形成有害于介电性质的焦录石相。实验表明、固相反应法很难合成钙钛矿结构的PZN陶瓷。于1000℃经固相反应的产物是含立方焦录石的混合物、在PZN中添加0.25mol的PFW、试样中的钙钛矿相超过97%。通过对Pb(Fe2/3W1/3)O_3(PFW)结晶化学和烧结机理的分析、证明在PZN中添加PFW能减少或抑制焦录石的形成。本文报导了PZN—PFW二元系陶瓷的相关系和介电性质、探讨了钙钛矿相的形成机理。     

Bi1.5ZnNb1.5O7纳米粉体的水热合成与表征

以分析纯的Bi(NO_3)_3·5H_2O,ZnO和Nb_2O_5为初始原料,KOH为矿化剂,采用水热法合成立方焦绿石结构的Bi_(1.5)ZnNb_(1.5)O_7纳米粉体。通过XRD分析其物相组成,TEM分析其形貌和尺寸,Scherrer公式计算其晶粒的大小。结果表明,在KOH浓度为1.8mol/L,温度为180～220℃反应6～48h,可以合成立方焦绿石结构的Bi_(1.5)ZnNb_(1.5)O_7纳米粉体,粉体颗粒尺寸约30～50nm,形貌呈较为规则的颗粒状。合成温度和反应时间对合成粉体的物相和粒径都有一定的影响,并讨论了水热法合成Bi_(1.5)ZnNb_(1.5)O_7纳米粉体的机理。     

新型弛豫铁电单晶及其超声医学应用

新型弛豫铁电单晶是一类钙钛矿结构的固溶体材料,具有比传统压电陶瓷Pb(Zr,Ti)O_3更为优越的压电性能,在医用超声成像、声纳、微位移器等方面具有广阔的应用前景。综述了Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3(PZNT),Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3(PMNT)等新型弛豫铁电单晶在生长、性能等方面的研究进展,介绍了弛豫铁电单晶在医用超声换能器方面的应用。     

新型弛豫铁电单晶(1-x)Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_(3-x)PbTiO_3生长的技术创新

(1-x)Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_(3-x)PbTiO_3(PZNT)晶体是弛豫铁电体Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3)O_3与普通铁电体PbTiO_3组成的具有钙钛矿结构的固溶体,其准同型相界成分(x=0.09)附近表现出极其优异的压电性能,在医用超声成像、声纳、微位移器等方面具有广阔的应用前景,分析了PZNT-PbO赝二元系的析晶行为和相关系,总结了PZNT晶体的压电性能,讨论了生长工艺和成分对晶体性能的影响。针对PZNT晶体生长中存在的问题,发展了助熔剂-坩埚下降法、通气诱导成核技术、两步法生长工艺、区熔凝固技术、底部籽晶高温溶液法等多种生长技术,生长出大尺寸的PZNT晶体,并比较了这些生长技术的特点。     

Ph(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_x(Fe_(1/2)Nb_(1/2))_(0.64-x)(Fe_(2/3)W_(1/3))_(0.36)O_3系陶瓷的介电性质和钙钛矿相的稳定化

本文研究了Ph（Zn_(1/3)Nb_(2/3)）_x（Fe_(1/2)Nb_(1/2)）_(0.64-x)（Fe_(2/3)W_(1/3)）_(0.36)O_3系陶瓷中PZN含量与焦录石相形成间的关系，以及少量添加剂对钙铁矿相的稳定和介电性能的影响。在该系中仅添加0．15wt％MnCO3就可制备100％钙铁矿型结构的陶瓷。文中报导了该系组成的相关系和介电性质。钙铁矿结构的陶瓷，介电常数高，电容温度系数较低。     

弛豫铁电晶体PZNT生长的几个关键问题

新型弛豫铁电晶体(1-x)Pb(Zn1 3Nb2 3)O3-xPbTiO3(PZNT)是一种复合钙钛矿结构的固溶体晶体,具有比传统压电陶瓷PZT远为优越的压电性能,在医用超声成像、声纳、微位移器等方面有着广阔的应用前景。由于该晶体组成复杂,熔体析晶时存在钙钛矿与焦绿石两相的竞争,且PbO组分对Pt坩埚和籽品均能产生腐蚀．采用提拉法等传统生长工艺很难获得钙钛矿结构的实用化的PZNT晶体。目前普遍采用助熔剂来抑制焦绿石相的生成,并且在传统生长工艺的基础上发展了多种改进工艺。结合作者实验室近儿年来在PZNT晶体生长方面的研究结果和实践经验,讨论了助熔剂及其配比的选择、生长技术的发展、工艺参数与晶体性能优化等关键技术问题。     

铌锌酸铅基陶瓷相变的热力学分析

ＰＺＮ基陶瓷在烧结过程中都要经历由焦绿石相朝钙钛矿相的转变。ＰＺＮ基陶瓷中钙钛矿相含量的多少与添加剂的种类及数量密切相关，本工作根据化学热力学理论，讨论了内应力对化学势的影响，建立了一个热力学模型，并用该模型讨论了ＰＺＮ基陶瓷在烧结时的相变过程。     

冲击波合成Pb(Zr0.95Ti0.05)O3粉体的结构和特性

采用Pb3O4，ZrO2和TiO2等氧化物为原料，Nb2O5为掺杂剂，利用柱面冲击波加载装置合成了Pb(Zr0.95Ti0．05)O3(PZT95／5)粉体。用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜和热重-差热分析等多种测试手段对该粉体进行了表征，研究了冲击波技术对合成粉体的结构和性能的影响。结果表明：冲击波能合成钙钛矿型PZT95／5粉体，与固相法合成粉体相比，其晶体结构发生畸变，粉体活性提高。     

Thermodynamic Stability and Mechanisms of Formation and Decomposition of Perovskite Pb(Zn1/3Nb2/3)O3 Prepared by the PbO Flux Method

The mechanisms of formation and decomposition of the ferroelectric perovskite PZN [Pb(Zn_1/3Nb_2/3)O₃] were examined. The formation of perovskite PZN from the excess molten PbO environment is characterized by an inititial rapid formation of pyrochlore phase, followed by a subsequent reaction between the intermediate pyrochlore phase, ZnO, and liquid PbO to produce perovskite phase. The pure perovskite PZN crystal prepared by the PbO flux method is thermodynamically unstable over a wide range of temperature (600° to 1400°C), yielding pyrochlore phase and PbO as the decomposition products. The decomposition reaction of perovskite PZN proceeded uniformly with a spatial homogeneity throughout the specimen. The estimated activation energy of the decomposition reaction is approximatley 18 kcal/mol.     

Mechanism of Formation of Perovskite Phase and Dielectric Properties of Pb(Zn,Mg)1/3Nb2/3O3 Ceramics Prepared by Columbite Precursor Routes

The mechanism of formation of the perovskite phase and the dielectric properties of Pb(Zn,Mg)_1/3Nb_2/3O₃ (PZMN) ceramics were examined using two different types of columbite precursors, (Mg,Zn)Nb₂O₆ (MZN) and MgNb₂O₆+ ZnNb₂O₆ (MN + ZN). The formation of perovskite phase in the PbO + MN + ZN system is characterized by an initial rapid formation of Mg-rich perovskite phase, followed by a sluggish formation of Zn-rich perovskite phase. On the other hand, due to the formation of pyrochlore phase of mixed divalent cations Pb_{2– x} (Zn,Mg)_yNb_2−yO_{7− x −3y/2}, the pyrochlore/perovskite transformation in the PbO + MZN system proceeded uniformly with a spatial homogeneity. Further analysis suggested that the formation of perovskite phase is a diffusion-controlled process. The degree of diffuseness of the rhombohedral/cubic phase transition (DPT) is higher in the PbO + MN + ZN system than in the PbO + MZN specimen for T > T _max (temperature of the dielectric permittivity maximum), indicating a broadened compositional distribution of the B-site cations in the PbO + MN + ZN system.     

MnO_2对0．85Pb（Zn_（1／3）Nb_（2／3））O_3－0．15B

研究了ＭｎＯ＿２掺杂对０．８５Ｐｂ（Ｚｎ＿（１／３）Ｎｂ＿（２／３））Ｏ＿３－０．１５ＢａＴｉＯ＿３陶瓷电、热释电以及铁电弛豫等性能的影响。添加ＭｎＯ＿２使ｐＺＮ－ＢＴ陶瓷的介电常数ε下降，室温老化率明显增大。随着ＭｎＯ＿２含量的增加，ＰＺＮ－ＢＴ陶瓷介电常数与温度的关系中所表现出来的频率弛豫现象逐渐减弱，直至消失，但其扩散相变现象仍然十分明显。     

添加剂对PNN-PMW-PT低温烧结MLC瓷料性能的影响

探讨了MnCO2，PbO，NiO，Ni2O2作为添加剂对Pb(Ni1/2Nb2/3)O3-Pb(Mg1/2W1/2)O3-PbTiO3三元系独石电容器瓷料电性能的影响。经研究认为，适当添加上述化合物将在一定程度上改善瓷料的电性能和促进瓷料的致密化进程。实验得出该瓷料的烧结机理为颗牲重排基础上的溶解-沉积传质-微观结构研究结果表明，适量添加Ni2O3有利于促进晶粒的长大反高介晶体的增多。     

Perovskite Phase Formation in the Relaxor System [Pb(Fe1/2Nb1/2)O3]1-x–[Pb(Zn1/3Nb2/3)O3]x

Phase formation and dielectric properties of the compositions in the system [Pb(Fe_1/2Nb_1/2)O₃]₁_ _x –[Pb(Zn_1/3Nb_2/3)O₃] _x were investigated as possible materials for multilayer ceramic capacitors. The formation of the phase with perovskite structure and dielectric properties of ceramics at room temperature in the entire composition range are presented. The undesirable pyrochlore phase can be suppressed up to x = 0.6 by adopting calcination of B-site oxides, followed by reaction with PbO. Compositions in the single-phase range can be sintered at less than 1000°C.