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.     

PZT含量对PZT-PZN-PNN压电陶瓷材料电性能的影响

采用传统固相法制备了xPb（Zr0.52Ti0.48）O3-（1-x）{Pb（Zn1/3Nb2/3）O3-Pb（Ni1/3Nb2/3）O3}（简称PZT-PZN-PNN）四元系压电陶瓷，研究了不同PZT含量对PZT-PZN-PNN陶瓷的相结构、显微结构、压电性能和介电性能的影响。结果表明：材料的压电常数（d33）、机电耦合系数（％）和介电常数（曲随着PZT含量的增加先增大，后减小，当PZT含量为0.83时，其值达到最大值；随着PZT含量的增加，材料的机械品质因数（Qm）逐渐增大，谐振电阻僻（Rf）和介电损耗（tanδ）逐渐减小。当PZT含量为0.83时，四元系PZT-PZN-PNN压电陶瓷在较低的烧结温度（1000℃）下烧结，其主要的电性能参数如下：d33=477pC/N，Kp=0.71，Qm=98，εf=2228，tanδ=0.0070，Tc=325℃，根据双晶片对压电陶瓷材料的性能要求，该纽份可作为纺织机械中选针器用压电双晶片的侯选材料。     

PMMN四元系压电陶瓷结构与性能的研究

用ＰｂＯ、ＺｒＯ＿２、ＴｉＯ＿２等原料经固相反应烧结制备了ＰＺＴ基四元系压电陶瓷。ＸＲＤ、ＳＥＭ及密度测试表明，材料主晶相为四方晶系的Ｐ４ｍｍ群，烧结致密度较好。极化后的性能测试表明，材料具有高介电系数（ε＿ｒ＝２０１５），压电系数（ｄ＿（３３）＝５７８×１０￣（－１２）Ｃ／Ｎ），机电耦合系数（Ｋ＿（３３）＝０．８１）和良好的机械品质因数（Ｑ＿ｍ＝５４３．８），是压电高压装置的理想材料。     

铈掺杂对PZT压电陶瓷性能的影响

研究了铈掺杂对PZT(锆钛酸铅)压电陶瓷材料的相组成、微观结构、介电性能、压电性能及铁电性能的影响,并对实验结果做出物理机理的解释.实验结果表明,适量的铈掺杂有利于材料结构的致密,提高了体电阻率,解决了材料在高温高场下极化困难的问题,在铈掺杂量为0.4%(摩尔分数)时,制备出综合性能良好的PZT压电陶瓷:室温时εr=958,tgδ=0.24%,d33=239pC/N,Kp=0.45,Qm=886,适合制备大功率压电陶瓷.     

NiO掺杂对PMS-PZ-PT三元系陶瓷微结构和电性能的影响

探讨了NiO掺杂量对PMS—PZ—PT三元系陶瓷的微观结构和电性能的影响。实验结果表明：随着掺杂量的增加，物相组成由四方相向三方相转变：NiO在PMS—PZ—PT材料中的固溶度比较小；当掺杂量为0．02wt％时，εr，d33，κp，Qm等都有所提高，从而能获得好的压电性能，能满足超声马达实际使用的要求。     

Sn层PMN——PZT三元系压电陶瓷低温稳定性和压电性能影响的研究

制备了６种不同Ｓｎ含量的ＰＭＮ－ＰＺＴ压电陶瓷试样，深入研究了Ｓｎ添加剂对压电材料压电等性能的影响，用ＺＰＡ分析了Ｓｎ在改性ＰＺＴ压电陶瓷中的存在形式。研究表明，Ｓｎ添加剂不仅能提高压电性能而且改善了压电陶瓷低温性能的稳定性     

PMSZT压电陶瓷的烧结工艺研究

大功率压电陶瓷要求材料不但在强场下有小的介质损耗,大的机械品质因数,同时兼备一定的压电常数和机电耦合系数.当然一般说来,Qm提高的话,Kp、d33就会降低,所以我们希望在保证高Qm情况下,尽可能提高压电应变系数d33和机电耦合系数Kp.微观结构对陶瓷性能有着重要的影响,通过选择合理的烧结制度改变材料的微观结构,可以提高材料的性能.本文研究升温速度和保温时间对PMSZT大功率压电陶瓷的相组成、显微结构及电性能的影响.结果发现升温速度过快或过慢会使材料致密性下降.烧结温度1240 ℃保温1 h时,晶粒致密均匀,居里温度最低.随着保温时间的缩短或延长,居里温度增加.电性能在保温1 h时达最佳:ε33T/ε0=1700,d33=336×pC/N,Kp=0.655,Qm=2200,tanδ=0.0030.PMSZT陶瓷介电和压电性能良好,可以满足了大功率材料的使用要求.     

NBT-KBT-LBT系无铅陶瓷的弛豫相变与介电性能研究

采用传统电子陶瓷制备工艺获得无铅压电陶瓷(1-x)(0.8Na0.5Bi0.5TiO3-0.2K0.5Bi0.5TiO3)-xLi0.5Bi0.5TiO3(NBT-KBT-xLBT),研究了该材料的相结构、介电、铁电及压电性能。结果表明,NBTKBT中引入LBT形成了单相钙钛矿固溶体,LBT的引入量为0.08≤x≤0.10时,该体系处于准同型相界处;随着LBT的引入量增加,陶瓷的烧结温度显著降低,介电温度异常峰对应的退极化温度Tf向高温方向移动,而铁电-顺电相变峰Tm则向低温方向移动,弛豫铁电相变特征也表现得更为明显,对弛豫相变与A位离子的局域分布不均匀及其在原子尺度上的有序无序排布之间的关联进行了初步探讨;在NBT-KBT体系中引入LBT有助于改善其铁电性能,提高压电活性,矫顽场Ec从14.5kV/cm(x=0.06)降低至12.3kV/cm(x=0.12),在准同型相界处(x=0.10),压电常数d33达到了145pC/N。LBT组分引入到NBT-KBT体系中可获得高压电常数及低矫顽场的无铅压电材料。     

制备工艺对PMN-PNN-PZT四元系压电陶瓷结构和性能的影响

通过二次合成工艺制备了0.25 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.15Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-zPbZrO3-wPbTiO3四元系压电陶瓷,其中w/z=1.6～1.65.研究了合成温度、烧结温度和极化等制备工艺对材料结构和性能的影响.结果表明:在合成温度为1050℃/860℃,烧结温度为1180℃,极化场强为5000V/mm时,材料具有良好的综合性能,其各项主要参数为:d33=(610～633)pC/N,Tc=234～235℃,εT33/ε0=3950～4015,Qm=81,Kp=0.63～0.66,tanδ=(1.7～2.0)%.     

铬掺杂的PSN-PZN-PZT四元系压电陶瓷材料的研究

用传统固相合成方法制备了Pb(sn1/3Nb2/3)O3-Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbZrO3-PbTiO3(简写为PSN-PZN-PZT)四元系压电陶瓷材料,主要研究Cr离子掺杂对此材料的微观结构以及压电、介电性能的影响.通过对XRD衍射谱图分析可知,随着Cr的掺杂量的增大,该系统材料的三方相的含量减少,准同相界的位置向三方相移动;SEM照片显示,晶粒尺寸随Cr的量增大而增大,在0.5wt%含量时晶粒分布均匀且大小较为一致;ERP结果表明,Cr2O3在材料中主要以Cr3 、Cr5 存在.且结合材料的性能参数分析,增加Cr的含量会促使Cr离子由高价向低价转化.当Cr2O3的掺杂量为0.5wt%时,PSN-PZN-PZT材料的综合性能较好.     

泡沫碳化硅陶瓷的导电性能

采用高分子热解和反应烧结方法制备出泡沫碳化硅陶瓷，研究了泡沫碳化硅陶瓷的体积分数变化和钛的掺杂对泡沫碳化硅陶瓷骨架导电性能的影响．结果表明：随着泡沫碳化硅陶瓷的体积分数提高，泡沫碳化硅陶瓷的电阻率降低，这是泡沫碳化硅陶瓷筋中部碳化硅的面积增加所引起的；掺杂的钛转变成TiSi2导电相改善了泡沫碳化硅陶瓷的导电性能．TiSi2呈现离散和团聚两种形态分布，以不规则的形状位于碳化硅晶界之间，在碳化硅中作为施主杂质．泡沫碳化硅陶瓷表现出的正或负温度系数取决与掺杂的钛量的多少．     

(1-x)BiScO3-xPbTiO3铁电陶瓷的结构稳定性和电学性能研究

采用传统固相法制备了(1-x)BiScO3-xPbTiO3(BSPT)(x=0.58～0.66)铁电陶瓷.经XRD分析发现,BSPT体系三方相和四方相的准同型相界(MPB)在x=0.62附近.在准同型相界附近x=0.62处BSPT陶瓷的压电常数d33和平面机电耦合系数kp具有极大值,但机械品质因素Qm却最小.对BSPT体系及其它钙钛矿型ABO3化合物的结构稳定性进行了讨论,发现容差因子t和离子键百分比p可作为判定钙钛矿结构形成难易程度的基本参数,容差因子t越接近1且离子键百分比p越大的化合物,越容易合成稳定的钙钛矿结构.     

LiTaO3基压电陶瓷的制备与性能研究进展

介绍了LiTaO3的基本性质,综述了LiTaO3基压电陶瓷体系的制备方法、压电铁电性能及应用背景,指出了目前相关研究的重点和难点,并展望了LiTaO3基压电陶瓷今后的研究和发展方向.     

压电陶瓷的非线性特性校正研究

讨论了非线性对正弦相位调制Fabry-Perot(F-P)干涉术的影响.当用分块积分讨论相调F-P干涉术的输出光强,并作近似处理时,就可以给出类似的结果,所以把这种方法进一步推广到对相调F-P干涉术的研究中.同时提出了两种测量压电陶瓷非线性系数的方法,在实际测量得到的非线性系数基础上,完成`影响大小的数值计算和实验研究.最后证明提出,相调F-P干涉术的初相位应选择在π/4附近以及它可用于测量精细表面的粗糙度或其轮廓.     

PMSZT压电陶瓷的烧结工艺研究

研究保温时间对PMSZT压电陶瓷的相组成、显微结构及电性能的影响。结果发现,烧结温度1240℃保温1h时,密度达极值7．83g／cm^3。保温1h的试样,晶粒致密均匀,居里温度最低。随着保温时间的缩短或延长,居里温度增加。电性能在保温1h时达最佳,ε33^T/ε0=1700,d33=336pC/N,Kp=0.655,Qm=2200,tgδ=0.0030。     

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℃。     

烧结温度对Cu优化LNKN无铅压电陶瓷结构和性能的影响

用传统固相烧结工艺制备Li0.06(Na0.5K0.5)0.94NbO3+0.8mol%CuO(LNKN-Cu0.8)无铅压电陶瓷。研究烧结温度对LNKN-Cu0.8无铅压电陶瓷致密度、相结构、微观结构及电学性能的影响。结果发现致密度随烧结温度的升高先增大后降低,在1020℃烧结时达到最大值95%。在所研究的烧结温度范围内,陶瓷都生成了单一钙钛矿结构。虽然没有发现正交和四方两相共存的准同型相界,但由于致密度和微观形貌的影响,在1020℃烧结时,陶瓷的压电性能达到最优值:d33=196pC/N。