准同型相界(MPB)附近BS-PT高温压电陶瓷研究

（1-x）BiScO3-xPbTiO3陶瓷（简记BS-PT）在x=64．0％附近存在一个从菱方晶系过渡到四方晶系的准同型相界，在此相界附近材料能获得优良的介电和压电性能．本文选取PbTiO3含量在64．0％-65．5％的准同型相界附近的材料组分，利用传统的固相烧结反应法合成了纯钙钛矿相结构的BS—PT陶瓷，通过对材料的相结构形成过程和内部形貌分析以及对介电、压电性能的研究，发现在x=64．5％的组分条件下，BS—PT陶瓷材料获得了准同型相界范围内的最优的压电性能，其室温压电常数d33可达500pC／N，且居里温度（Tc）达到了438℃，剩余极化强度和电致应变分别为44μC／cm^2和3．5‰．研究表明，准同型相界附近的BS-PT陶瓷是一种优良的压电换能器和传感器材料．     

Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PbTiO3系统准同型相界附近的介电异常

用两步合成法制备了(1-x)Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(x=0.300.40)陶瓷,对其相结构和介电性能进行了研究. XRD分析表明,准同型相界在PT含量x=0.340.38范围内. 介电性能研究结果表明,组成在准同型相界处的试样, 其介电常数呈现最大值.同时还发现,准同型相界处的陶瓷出现介电双峰,其中一个为弛豫型?铁电相向顺电相转变的相变峰;另一个介电峰处于130150C的高温区, 可能是由镍离子变价、相结构变化等缺陷引起的松弛极化产生的.     

Bi(Mg_(1/2)Ti_(1/2))O_3-PbTiO_3压电陶瓷体系介电与居里温度特性研究

采用传统固相法工艺制备了(1-x)Bi(Mg1/2Ti1/2)O3-x Pb Ti O3(BMT-x PT,0.34≤x≤0.44)陶瓷。研究发现,随着PT含量增加,试样结构由三方相逐渐转变为四方相结构,当0.36x0.40时,试样结构处于准同型相界(MPB)区。研究表明BMT组元是一种具有非铁电体特征的组分,随着PT含量减少,BMT-PT体系的居里温度减小,介电峰变得越来越不明显。通过研究BMT-PT体系组分与居里温度(TC)的关系可以看出:(1)PT含量为0.34~0.44时,TC随BMT含量变化实验值和Stringer的经验值差异较小,变化趋势一致;(2)BMT-PT体系居里温度最大值可能在x=0.73的附近,其居里温度最大值TC max约为550℃。     

驰豫型铁电本在准同型相界的压电性能

ＰＭＮ、ＰＺＮ、ＰＮＮ等驰豫型铁电体与ＰＴ形成的溶体在准间型相界附近具有良好的压是性能。在ＰＭＮ、ＰＺＮ的单晶材料中,Ｋｐ高达９２％,ｄ３３达到１５００ＰＣ／Ｎ,在以ＰＭＮ,ＰＺＮ、ＰＮＮ为基的陶瓷材料中,ｄ３３分别达到６９０ＰＮＣ／Ｎ和５４０ＰＣ／Ｎ,Ｑｍ在１００左右,这类材料的共同特点是机电耦合系数和压电系数较大,而品质因数较小,在压电换能器和致返回顺领域具有很好的应用前景。     

PNW-PMS-PZT压电陶瓷准同型相界的压电性能研究

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;研究了室温下PMS含量,PNW 含量和Zr/Ti的变化对准同型相界的影响规律,实验表明随着PMS、PNW含量和Zr/Ti的增加,材料体系逐渐由四方相向三方相过渡,获得了处于准同型相界附近的材料组成:PMS 的含量在5—6mol%、PNW的含量在2—3mol%、PZT的含量在91—93mol%、Zr/Ti的变化靠近50/50,同时具有高的机电性能.     

弛豫型铁电体在准同型相界的压电性能

ＰＭＮ、ＰＺＮ、ＰＮＮ 等弛豫型铁电体与ＰＴ 形成的固溶体在准同型相界附近具有良好的压电性能。在ＰＭＮ、ＰＺＮ 的单晶材料中,ｋｐ 高达９２ ％ ,ｄ３３ 达到１５００ｐＣ／ Ｎ, 在以ＰＭＮ、ＰＺＮ、ＰＮＮ 为基的陶瓷材料中,ｄ３３ 分别达到６９０ｐＣ／ Ｎ、６８０ｐＣ／Ｎ 和５４０ｐＣ／ Ｎ,Ｑｍ 在１００ 左右。这类材料的共同特点是机电耦合系数和压电系数较大,而品质因数较小,在压电换能器和致动器领域具有很好的应用前景。     

Sn含量对PbSnO_3-Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3三元系压电陶瓷相结构和电性能的影响

采用两步钶铁矿前驱体工艺制备了PbSnO3-Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PSn-PMN-PT)三元系压电陶瓷,研究了Sn含量的变化对PSn-PMN-PT三元系压电陶瓷结构和性能的影响。XRD结果表明,所选成分均处于三方相和四方相共存的准同型相界上,当Sn含量减少时,PSn-PMN-PT的XRD图谱基本没有发生变化,而当Sn含量增加时,在XRD图谱中逐渐出现烧绿石相。电性能研究表明,缺失少量Sn可以提高PSn-PMN-PT的压电、介电和铁电性能,减小损耗;而添加过量Sn明显损害其压电和铁电性能,增加损耗。缺失0.2mol%Sn的PSn-PMN-PT具有最佳的压电和铁电性能,d33:~530 pC/N,kp:~56.4%,Qm:~570,εr:~3070,tanδ:~0.32%,Pr:~28.9μC/cm2,EC:~8 kV/cm。     

铌镁酸铋-钛酸铅压电陶瓷准同型相界附近的性能和相变温度研究

利用传统固相烧结法制备了Bi(Mg_2/3Nb_1/3)O₃-PbTiO₃(BMN-PT)压电陶瓷, 分析了不同PbTiO₃含量对BMN-PT压电陶瓷的晶体结构、介电、压电及铁电性能的影响. XRD结果表明: 合成的BMN-PT陶瓷具有纯钙钛矿结构, 并且在PbTiO₃含量为x=0.60时, 其组分的XRD图谱在衍射角2θ=45°出现明显的分峰, 说明该组分相结构中存在三方和四方相的共存. 压电铁电性能显示, BMN-0.60PT有最大的压电常数d₃₃(~170pC/N)和平面机电耦合系数k_p(0.35), 最小的矫顽场E_c(29.4 kV/cm)及最大的剩余极化P_r(31.4 μC/cm²). 确定了BMN-PT压电陶瓷的准同型相界(MPB)为PbTiO₃含量x=0.60的组分. 介电系数温谱表明介电系数峰值温度(Tm)随着PbTiO₃含量的增大而升高, MPB组分的Tm约为276℃.     

弛豫铁电材料在准同型相界附近结构和性能研究的最新进展

铅系钙钛矿结构弛豫铁电材料在准同型相界区域的单晶,因为具有优异的介电、压电性能及潜在的应用前景,近年来已经引起了广泛的重视,本文较详细地介绍了其反常性能的一些特征,以及对其起源在理论及实验观察上的最新进展,重点介绍了自发极化在外场下进行偏转的理论,以及近年来用同步辐射的Ｘ射线衍射实验研究结果,发现在原先以为只有菱方相和四方相的准同型相界区域存在着单斜相．     

具有新型准同型相界的多元系无铅压电陶瓷的研究

汲取了锆钛酸铅材料在改性工艺中采用多元体系的工艺途径的经验,开发具有新型准同型相界的碱金属铌(钽和锑)酸盐为基的无铅压电组成。考虑到新型无铅压电陶瓷的开发在很大程度上受制于同时具有高居里点和四方结构的铁电相的有限选择的事实,在碱金属铌(钽和锑)酸盐的基础上添加另一铁电组元,从而形成具有新的准同型相界的多元系的高性能的无铅压电组成。研究了这些新的固溶体系的烧结特性,电性能的组成依赖性,成功地制备了具有自主知识产权的高性能的无铅压电新组成。     

铌镁酸铅-钛酸铅陶瓷介电与压电性能的研究

用二步合成法制备了（１－ｘ）Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－ｘＰｂＴｉＯ３原料,并制成了纯钙钛矿结构压电陶瓷。研究三方－四主相界附近组份及工艺与性能的关系。材料以１２００℃附近保温１５０ｍｉｎ为佳。材料性能表明,有希望成为新型压电陶瓷。     

钇掺杂对BSPT高温压电陶瓷铁电性能的影响

利用传统固相法制备了(1-x)Bi(Sc1-yYy)O3-xPbTiO3(BSYPT-x/y)压电陶瓷,采用XRD、SEM、压电工作站等技术表征了体系的晶体结构、微观组织及其铁电性能.发现随着PbTiO3含量的增加,BYSPT-x/y陶瓷相结构由三方结构逐渐转变为四方结构.体系的准同型相界(MPB)位置随BiYO3含量的增加而移向PbTiO3含量更低的一端.在准同型相界附近的BSYPT0.58/0.15陶瓷的电滞回线出现"束腰"现象,这种现象来源于BSYPT0.58/0.15陶瓷内部产生的正极为O2-,负极为Y3+的缺陷偶极子.     

PSN-PZN-PZT四元系压电陶瓷的研究

采用传统的固相烧结方法制备了Pb(Sn_1/3Nb_2/3)O₃-Pb(Zn_1/3Nb_2/3)O₃-PbZrO₃-PbTiO₃(PSN-PZN-PZT)四元系压电陶瓷, 并通过添加MnO₂、Sb₂O₃和Cr₂O₃以及改变Zr/Ti比来达到提高K _p和Q _m的目的. 同时也对Zr/Ti比对材料温度稳定性的影响进行了分析. 实验结果表明: 在960℃的预烧温度、1240℃的烧成温度下, 添加少量的MnO₂、Sb₂O₃和一部分Cr掺杂, 得到综合性能优良的压电材料: 室温下介电常数ξ₃₃^T/ξ₀=1669, 压电常数d₃₃=285×10^-12C/N, 机械品质因数Q _m=2179, 机电耦合系数K _p=54.9%, 介电损耗tanδ=0.4%. 可以满足超声马达和压电变压器等应用方面的要求.     

Pb(Fe2/3W1/3)O3的制备及其介电性能研究

本文采用半化学法,即硝酸铁代替传统氧化物混合法中的三氧化二铁与PbO和WO3浆料混合,经850℃,2h预烧,一步合成了钙钛矿单相的Pb(Fe2/3W1/3)O3(PFW)预烧粉体;再经870℃和2h烧结,得到了纯钙钛矿相的PFW陶瓷,其理论密度大于98%,在1kHz时的最大介电常数εmax为8000,高于二次合成法和传统氧化物法制备的PFW陶瓷,表明半化学法对制备PFW陶瓷是可行的.