新型无铅压电陶瓷NBT-NBSN的研究

采用传统陶瓷制备方法,制备出一种钙钛矿结构无铅新压电陶瓷材料(1-x)(Na1/2Bi1/2)TiO3-x(Na1/2Bi1/2)(Sb1/2Nb1/2)O3(x=0~1.4%,摩尔分数)。研究了(Na1/2Bi1/2)TiO3(NBT)陶瓷B位复合离子(Sb1/2Nb1/2)4 取代对介电和压电性能的影响。X-射线衍射分析表明,所研究的组成均能形成纯钙钛矿(ABO3)型固溶体。陶瓷材料的介电常数-温度曲线显示陶瓷在升温过程中存在两个介电常数温度峰,不同频率下陶瓷材料的介电常数-温度曲线显示该体系材料具有明显的弛豫铁电体特征。检测了不同组成陶瓷的压电性能,发现材料的压电常数d33、厚度机电耦合系数kt和介电常数rε随着x值的增加先增加后降低,在x=0.8%时,陶瓷的d33=97 pC/N,kt=0.50,为所研究组成中的最大值,介电损耗tanδ则随x值的增加而增加。     

BiFeO_3改性Bi_(1/2)Na_(1/2)TiO_3-BaTiO_3基陶瓷电性能

采用固相反应法制备了新型(0.95–x)Bi1/2Na1/2TiO3-0.05BaTiO3-xBiFeO3(x=0~0.09)系无铅压电陶瓷,研究了BiFeO3掺杂量对其晶体结构、介电及压电性能的影响。结果表明:在所研究的组成范围内陶瓷均能形成纯钙钛矿型固溶体。介温曲线(10kHz)显示该陶瓷体系具有明显的弥散相变特征。该陶瓷体系的压电性能较Bi1/2Na1/2TiO3-BaTiO3陶瓷(d33=125pC/N)有较大提高,当x=0.05时,具有最佳的压电性能:d33=142pC/N,kp=0.29;此时εr=891,tanδ=0.046,Qm=110。     

[Bi0.5(Na1-xAgx)0.5]1-yBayTiO3系压电陶瓷研究

用Ag 和Ba2 部分取代(Bi0.5Na0.5)TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷的A位离子,获得了一类具有钙钛矿结构的新型无铅压电陶瓷体系,并申请了国家发明专利。该体系压电陶瓷的分子式可用[Bi0.5(Na1-xAgx)0.5]1-yBayTiO3表示。当x=0.06,y=0.06时,该压电陶瓷的压电常数d33为168 pC/N,机电耦合系数kp为0.31;掺入适量锰离子可将该陶瓷的机械品质因数Qm提高到160以上,同时其介电损耗tanδ可降低至0.020。该无铅压电陶瓷体系可采用传统陶瓷工艺和电子陶瓷公司在工业生产中使用原料来制备,其制备工艺性很好。     

BiYbO3掺杂对KNN LS压电陶瓷微结构与电性能的影响

采用传统陶瓷烧结工艺,制备了BiYbO3掺杂的xBiYbO3-0.95(K05Na0.5)NbO3-0.05LiSbO3(xBY-KNN-LS)(x=0～0.002,摩尔分数)无铅压电陶瓷.研究了BiYbO3掺杂对陶瓷相结构、显微组织和电性能的影响.结果表明,随着BiYbO3掺杂含量的增加,晶粒变细,居里点逐步向低温方向移动,压电性能先增加后降低,介电损耗tan δ先增加后减小.在0≤x≤0.001 5的范围内,存在斜方相与四方相共存的准同型相界,当x=0.1％时得到最佳电性能:压电常数d33=245 pC/N,机电耦合系数kp=44.75％,居里温度Tc =365℃,tan δ=4.5％.     

无铅压电陶瓷BNKT-BiGaO3的研究

采用传统陶瓷制备方法制备了一种新型无铅压电陶瓷(1-x)Bi0.5(Na0.82K0.18)015TiO3-xBiGaO3(BNKT-BGx),研究了Bi基铁电体BiGaO3对BNKT陶瓷微观结构和压电介电性能的影响.结果表明,在所研究的组成范围内,陶瓷材料均能形成纯钙钛矿固溶体,陶瓷晶粒尺寸随x的增加而增加.压电性能随x的增加先增加后减少,在x=0.01时压电常数及机电耦合系数达到最大值(d33=165 pC/N,kp=0.34).介电温谱显示该陶瓷具有2个介电反常峰,介电常数在低温反常峰附近具有明显的频率依赖性.     

Bi过量和Mn掺杂的钛酸铋钠基无铅压电陶瓷

采用传统电子陶瓷制备工艺制备(1–y)(Na0.5Bi0.5)TiO3-yBa(ZrxTi1–x)O3无铅压电陶瓷,获得了d33高达185pC/N的0.94(Na0.5Bi0.5)TiO3-0.06Ba(Zr0.055Ti0.945)O3压电陶瓷。对Bi的挥发进行了补偿,添加过量Bi2O3(摩尔分数z=0.08)的钛酸铋钠基压电陶瓷,d33高达218pC/N。研究了Mn掺杂对钛酸铋钠基陶瓷压电、介电性能和损耗的影响,获得了高性能的无铅压电陶瓷,其中d33为214pC/N,kt为0.44,k33为0.52。     

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℃。     

(Zn_(1/3)Nb_(2/3))~(4+)取代的BNT系无铅压电陶瓷性能

采用两步合成工艺,制备了新型Bi1/2Na1/2Ti1–x(Zn1/3Nb2/3)xO3(简称BNTZN—100x)系无铅压电陶瓷。研究了B位复合离子(Zn1/3Nb2/3)4+取代量对BNT陶瓷介电及压电性能的影响。结果表明:当0.005≤x≤0.020时,该体系陶瓷具有三方、四方共存的准同型相界(MPB)结构。在MPB附近,具有较佳的压电性能:当x为0.020时,d33为97pC/N,kt为0.47。εr-t曲线显示该体系材料具有明显的弥散相变特征。具有高kt值,低kp值;kt/kp较大,具有较大的各向异性,是一种适合高频下使用的优良超声换能材料。     

CeO2 掺杂BNLKT陶瓷的压电性能与微观结构

利用企业的电子陶瓷工艺制备了CeO2掺杂Bi0.5(Na1-x-yLixKy)0.5TiO3无铅压电陶瓷,并研究了CeO2掺杂对该体系陶瓷的介电压电性能与微观结构的影响。X-射线衍射结果表明,掺杂的CeO2扩散进入了Bi0.5(Na1-x-yLixKy)0.5TiO3钙钛矿结构的晶格;SEM观察结果表明,少量的CeO2掺杂可改进该陶瓷的微结构;介电压电性能研究结果表明,CeO2掺杂对该陶瓷体系的综合性能有较大改善,室温下该体系配方的压电常数d33可达199 pC/N,径向机电耦合系数kp达39.3%,同时降低了陶瓷的介电损耗(tanδ=2.0%),提高了其机械品质因数。     

掺铟对(Bi0.5Na0.5)0.93Ba0.07TiO3压电陶瓷的影响

采用直接反应烧结法制备掺铟的(Bi0.5Na0.5)0.93Ba0.07TiO3无铅压电陶瓷,研究了铟掺杂对(Bi0.5Na0.5)1-xBaxTiO3(BNBT)压电陶瓷压电性能、相组成及显微组织的影响。结果表明,添加适量的氧化铟后,该陶瓷仍为纯钙钛矿相结构,其材料组成在准同型相界处三方相减少,四方相增加;适量铟掺杂可抑制晶粒长大,有利于晶粒均匀生长,增大晶粒各向异性。当掺杂氧化铟的质量分数为0.16%时,获得了高的压电参数,其压电常数d33达到205 pC/N,厚度机电耦合系数kt、厚度与径向耦合系数之比kt/kp分别达到0.5、2.77。     

无铅压电陶瓷的器件应用分析

随着社会可持续发展战略的实施和人们环保意识的加强,无铅压电陶瓷及其器件应用已成为当前铁电压电材料及其应用研究的热点之一。该文通过对近期铋层状结构和Bi1/2Na1/2TiO3基无铅压电陶瓷,以及研发的无铅压电陶瓷的相关压电参数的分析,对照传统PZT基压电陶瓷的器件应用,分析了无铅压电陶瓷相关性能参数对器件应用的影响。     

无铅压电陶瓷研究开发进展

无铅压电陶瓷的研究和开发是当前压电铁电材料领域的研究热点之一。该文结合近期国内外有关无铅压电陶瓷论文．综述了无铅压电陶瓷研究开发的相关进展,着重介绍了BaTi03基无铅压电陶瓷、Bi1／2Na1／2TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷、NaNbO3基无铅压电陶瓷、铋层状结构无铅压电陶瓷及钨青铜结构无铅压电陶瓷等不同陶瓷种类的相关体系、制备方法及压电铁电性能。     

低频窄带压电陶瓷滤波器材料的研究

采用传统的压电陶瓷制备方法,研究锆钛比(r(Zr/Ti)、掺杂、烧成工艺对低频窄带Pb(Zn1/3Nb2/3)x(Sn1/3Nb2/3)yTiAZrBO3四元系压电陶瓷性能的影响,并研究压电振子的杂波抑制方法。结果表明,r(Zr/Ti)为0.71,w(MnO2)=0.5%时,材料的性能达到最佳:机械品质因数Qm=2 600,机电耦合系数k15=0.43,频率温度系数τf=29×10-6/℃;倒去振子两对角的棱角,可以有效地抑制低频厚度切变振动模式的杂波。     

Bi0.5(1-y)(Na1-x-yLix)0.5SryTiO3无铅陶瓷的压电性能和微观结构

利用传统陶瓷工艺制备了新型的Bi0.5(1-y)(Na1-x-yLix)0.5SryTiO3无铅压电陶瓷,并研究了该陶瓷的压电性能和微观结构.研究结果表明,该陶瓷体系具有较好的压电性能,压电常数d33=143 pC/N,径向机电耦合系数kp=0.30,并可在1 100℃/2 h烧结条件下获得致密的陶瓷体.     

Bi0.5(Na1-xKx)0.5TiO3系陶瓷的压电性质与微观结构

利用传统陶瓷工艺制备了Bi0.5(Na1-xKx)0.5TiO3系无铅压电陶瓷,研究了该陶瓷的压电性质与微结构。研究结果表明,Bi0.5(Na1-xKx)0.5TiO3陶瓷的压电常数d33=142.2 pC/N、机电耦合系数kp=0.315;随着K+含量的增加,陶瓷晶粒尺寸有细化的趋势;低K+含量时,陶瓷晶粒的“棱角”相当“钝化”,而高K+含量时,陶瓷晶粒的“棱角”明显而“尖锐”,K+促进了陶瓷晶粒在特定方向的生长;对Bi0.5(Na1-xKx)0.5TiO3陶瓷进行了A位离子改性研究,提出了新型的压电性质优良的BNT基无铅压电陶瓷体系。     

非铁电压电玻璃陶瓷水听器分析

Ba2-χSrχTiSi2O8非铁电极性微晶压电玻璃陶瓷具有压电特性，是微晶在温度梯度作用下自发取向生长的结果。用XRD和SEM对其取向生长进行了分析。BSTS玻璃陶瓷，使用温度高，不易老化，抗磁电干扰，具有较大的静水压压电优值常数；其圆片、圆柱和球壳等水听器的灵敏度在-190～-210dB，工作频率范围在0．02～50kHz，灵敏度的温度和压力波动小于士1dB，适合中低频下应用。     

BNBST无铅压电陶瓷的制备工艺研究

设计了（Bi0.55Na0.5）1-X（BaaSrb）xTiO3（BNBST[100x-100a／100b]）无铅压电陶瓷新体系。该体系压电陶瓷具有工艺特性及压电响应好，压电常数高的特点，且有实际应用前景的新型压电陶瓷材料体系。采用传统的陶瓷工艺制备了（Bi0.55Na0.5）1-X（BaaSrb）xTiO3无铅压电陶瓷，研究了制备工艺参数对其物化结构性能的影响。生料的热重-差热（TGA-DTA）分析表明，粉料合成过程中，先是SrTiO3、BaTiO3的形成，然后是（Bi0．5Na0．5）Tio，的形成，同时三者形成固溶体；密度测试表明，陶瓷的体积密度随烧结温度的升高而增大，可较易获得理论密度94％的陶瓷；X-射线能谱分析（EDAX）研究表明，陶瓷的Bi、Na的挥发随着烧结温度的升高而加剧。研究结果表明，要制备性能优良的无铅压电陶瓷，需要精确控制制备工艺。     

1-3-2型压电复合材料的研制

基于Newnhm复合材料串、并联理论,推导了计算1-3-2型压电复合材料的介电常数和压电常数的公式。经反复试验,研制了两批1-3-2型压电复合材料样品。测试结果表明,1-3-2型压电复合材料性能参数的理论计算值与实测结果相符．