PNC—3型偏铌酸铅压电陶瓷高温性能的研究

(一) 偏铌酸铅压电陶瓷有着一些突出的特点,如低的Qm值(Qm<10)、单一的振动模式(Kt>>Kr)和较高的居里温度(Tc=570 C),在工业检测、医疗诊断与高温传感器方面有着十分广阔的应用前景。但是纯的偏铌酸铅,因高温铁电相在常温下是很不稳定的,因而要制备出具有压电性良好的偏铌酸铅压电陶瓷是比较困难的。为了制得可应用的偏铌酸铅压电陶瓷,大多采用Ba置换与添杂的方法来现实。Ba的置换能大大地提高材料的压电性能,但压电性能的稳定性随着Ba置换量的增加而急剧变坏。虽然以往曾有过一些改性偏铌酸铅陶瓷料材在使用,但工艺性差,不能制作稍大一…     

改性PZT/PVDF体系压电复合材料的介电和压电性能

采用复合材料模压工艺,制备了体积分数不同的改性PZT(含铌的钛锆酸铅)/PVDF(聚偏二氟乙烯)压电复合材料。采用扫描电镜对材料的形貌进行了分析,并利用HP4294A,Z-3A型准静态测试仪等系统地研究了改性PZT体积分数对材料介电、压电性能的影响。结果显示,在改性PZT体积分数为70%时,获得了性能优良的压电复合材料。在压电陶瓷高含量区(>0.5),部分压电陶瓷颗粒相互联接,形成了类似0-3(3-3)型复合连通形式,是复合材料获得优良压电、介电性能的主要原因。     

提高PZT压电性能方法的研究现状

PZT(锆钛酸铅)是应用最广泛的压电陶瓷。介绍了提高PZT压电陶瓷压电性能的方法,重点总结了采用改变锆钛比、进行掺杂改性和调节烧结温度等方法来改变压电性能的研究现状,进而为改进工艺提高压电性能提供理论支持,并展望了将PZT压电材料应用于智能涂层在线监测的前景,分析了亟待解决的问题。     

铌酸钠钾基无铅压电陶瓷制备技术的比较研究

铌酸钠钾(KNN)基无铅压电陶瓷是目前世界范围内压电铁电材料研究的热点.要是KNN基无铅压电陶瓷得到实际应用,除需开展材料的配方设计研究外,需要针对铌酸盐压电陶瓷的制备技术开展研究,还需要针对该体系陶瓷完成从实验室的试验研究到企业生产的中试技术研究.本文根据在压电铁电材料与器件生产单位开展KNN基无铅压电陶瓷采用的具体两个配方,结合材料在实验中遇到的相关技术难题,对比传统铅基压电陶瓷材料的制备工艺,对KNN基无铅压电陶瓷的制备技术中各工艺(包括称料、混合、预烧、成型、烧结)开展了比较研究,提出了对相关工艺技术进行改进的建议.     

改性偏铌酸铅高温压电陶瓷材料的研究

偏铌酸铅是一种性能很有特色却又制备困难的高温压电陶瓷材料，而采用少量Ｍｅ＾２＋置换和微量稀有元素氧化物添杂方法，获得了压电性能和工艺性能均十分优良的改性偏铌酸铅高温压电陶瓷材料，并以热力学熵稳定原理，定性地解释了少量置换与微量添杂对稳定铁电相的作用，同时也对这种压电陶瓷材料的高温压电特性和高温下的应用进行了研究与试验，结果表明，这种材料是一种可以在４００℃下应用的高温压电陶瓷材料。     

锌铌酸铅-锆钛酸铅(PZN-PZT)压电陶瓷和陶瓷纤维的制备

以乙酸铅、丙酸锌、五乙氧基铌、四丙氧基锆和四正丁氧基钛为原料,用溶胶-凝胶法制备了锌铌酸铅-锆钛酸铅(PZN-PZT)凝胶纤维.该纤维经热解、烧结后成为直径约25μm的陶瓷纤维.陶瓷纤维的表面和断面形貌的电子扫描图像显示:该陶瓷纤维均匀致密,呈圆柱形.X射线分析表明:烧结温度影响陶瓷的晶相纯度.当烧结温度高于1250℃时,该陶瓷及陶瓷纤维呈现纯净的钙钛矿晶相.阿基米德法测得陶瓷和陶瓷纤维的密度分别为7.70×10³kg/m³和7.80×10³kg/m³.对陶瓷含量为63%的PZN-PZT陶瓷纤维/环氧树脂1-3复合材料压电片,测得其机电转换常数kt、压电常数d₃₃和相对介电常数ε分别为:0.65、403pC/N和1300.以溶胶-凝胶法制备的超细粉体为原料烧结成的PZN-PZT陶瓷,其k_t、d₃₃和ε分别为0.48、600pC/N和2627.     

改性偏铌酸铜压电陶瓷高温特性及应用

文章分析了ＰＮＣ－３型改性偏铌酸铅压电陶瓷的高温特性，并就其可能的应用进行了试验。ＰＮＣ－３型陶瓷具有高居里温度和低Ｑｍ特性，有强耦合系数和大的Ｋｔ／Ｋｐ比值，已成功地制成耐高温抗辐射的ＡＥ传感器和宽频带换能器等器件，并将其高温性能与美国Ｄ９２１５型高温ＡＥ传感器进行了比较。     

铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的制备工艺技术研究进展

基于对人类生存环境的保护和发展环境友好型材料与电子产品的要求,铌酸钾钠(K0.5Na0.5NbO3,简写为KNN)基无铅压电陶瓷由于其具有优越的电学性能和较高的居里温度而成为目前世界范围内压电铁电材料研究的热点之一。材料制备工艺技术在材料科学技术中占有极其重要的地位。结合国际无铅压电陶瓷的研究情况,综述了近年来铌酸钾钠基无铅压电陶瓷在粉体制备、陶瓷烧结以及陶瓷织构化等制备工艺技术上研究的新进展并展望了其发展趋势。     

铌酸钾钠无铅陶瓷的组分改性与致密度的关联研究

该文采用传统固相法制备(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_3,(K_(0.5)Na_(0.5))(Nb_(0.92)Sb_(0.08))O_3和(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_3-0.4mol%MnO_2无铅压电陶瓷,研究该类陶瓷的组分与致密度的关联。同时,研究不同烧结温度、离子取代以及氧化物添加对该类无铅陶瓷微观结构的影响。研究结果表明:对于(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_3无铅压电陶瓷,适当提升烧结温度能够有效提升其致密度;锑的引入能够有效降低陶瓷的晶粒尺寸,从而有效提升其致密度;作为助熔剂MnO_2的添加,陶瓷的致密度也会明显提升。因此,组分改性有助于提升铌酸钾钠无铅压电陶瓷的致密度。     

铌酸锌系微波介质陶瓷的研究进展

介绍了微波介质陶瓷改性研究的3种常见方法,即添加助烧剂、离子取代和陶瓷复合化,综述了近几年来铌酸锌系微波介质陶瓷的研究进展.探讨了铌酸锌系微波介质陶瓷研究中存在的问题和未来的发展趋势.     

Pb（Ni_（1／3）Nb_（2／3））O_3－PbZrO_3－PbTiO_3三

对Ｐｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／３Ｏ３－ＰｂＺｒＯ３－ＰｂＴｉＯ３，即ｘＰｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－（１－ｘ）Ｐｂ（ＺｒδＴｉ１－δ）Ｏ３（０．２≤ｘ≤０．６，０．２≤δ≤０．５）三元系固溶体的压电性能进行了研究，结果表明材料压电活性较高的配方位于准同型相界（ＭＰＢ）附近，压电常数ｄ３１值可达２６０×１０－１２Ｃ／Ｎ．讨论了结构相变对压电性能的影响．     

Pb（Ni1／3Nb2／3）O3—PbZrO3—PbTiO3三元系固溶体的压电性能

对Pb(Ni1/3Nb2/3O3-PbZrO3-PbTiO3,即xPb(Ni1/3Nb2/3)O3-(1-x)Pb(ZrδTi1-δ)O3(0.2≤x≤0.6,0.2≤δ≤0.5)三元系固溶体的压电性能进行了研究,结果表明材料压电活性较高的配方位于准同型相界(MPB)附近,压电常数d31值可达260×10-12C/N.讨论了结构相变对压电性能的影响.     

氧化铅含量对富铅气氛烧结的Pb(Zn1/3Nb2/3)O3基陶瓷介电性能的影响

从不同含量的ＰｂＯ初始粉体出发并在烧结时维持铅气氛的情况下,用二次合成法制备了０．７５Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－０．１５ＢａＴｉＯ３－０．１０ＰｂＴｉＯ３三元系固溶体陶瓷,研究了初始粉体中不同的氧化铅含量对在铅气氛条件下烧结的该体系陶次的介电性能的影响。实验表明在富铅气氛的作用征,微量氧化铅欠缺的初始粉体所制备出的陶瓷具有较好的介电性能,尤其是当初始粉体中氧化铅欠缺５％时的陶瓷具有最大的峰值介电常数。     

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。     

液相包裹法制备Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-CoFe2O4磁电耦合材料

以无机盐Nb2O5、Mg(NO3)2、Pb(NO3)4、Co(NO3)2、Fe2(NO3)3为原料,柠檬酸和EDTA为络合剂,分别制备了Nb5+、Mg2+、Pb2+、Co2+、Fe3+等离子的络合溶液。采用络合法制备了铌酸镁-铁酸钴先驱体(MgNb2O6-CoFe2O4,简称MN-CFO)。此先驱体在1000℃煅烧1h后,得到纯净的MgNb2O6-CoFe2O4固溶体。采用液相包裹法制备了铌镁酸铅-铁酸钴(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-CoFe2O4)先驱体,在1000℃煅烧1h,Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-CoFe2O4先驱体分解为具有铁电相Pb(Mg1/3Nb2/3)O3和铁磁相CoFe2O4的复相组织。研究了10%过量的PbO对煅烧过程中烧绿石相向铁电相的转变作用,并在700℃煅烧5h条件下制备了不含烧绿石相的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-CoFe2O4固溶体。     

复合钙钛矿Pb（Fe1／2Nb1／2）O3的弛豫特性

制备了纯钙钛矿相Ｐｂ（Ｆｅ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３（ＰＦＮ）陶瓷，研究其介电性能表明，ＰＦＮ陶瓷无论退火与否都存在弥散性相变（ＤＰＴ）现象，未退火试样εｍａｘ对应的温度Ｔｍ不随测量频率变化，退火试样的Ｔｍ随频率变化，即表现出Ｔｍ频率色散现象，结合ＸＲＤ分析，指出ＰＦＮ应属弛豫铁电体。     

高居里温度铁电体0.20Pb(Fe1/2Nb1/2)O3-0.32PbZrO3-0.48PbTiO3的性能

用传统的陶瓷工艺、通过B位氧化物预合成法制备了高质量、钙钛矿结构的0.20Pb(Fe1/2Nb1/2)O3-0.32PbZrO3-0.48PbTiO3(PFN20-PZ32-PT48)铁电陶瓷,该条件下制备的铁电陶瓷呈现相当均匀的微结构和良好的电学性能.PFN20-PZ32-PT48具有较大的室温介电常数(～410)、高的居里温度(TC,～350℃),在295K＜T＜525K温度区间,具有较小的介电常数温度梯度(a)ε/(a)T=2.8/℃,并且介电常数与频率无关,特别适合高温电容器工业的应用.虽然PFN20-PZ32-PT48呈现较为典型的一级铁电相变,其介电性能在顺电相区呈现明显的频率色散现象,并伴随着介电常数和损耗的反常增加.该反常现象的产生可能与陶瓷烧结过程中Fe3 被部分还原成Fe2 离子所诱导产生的热激发的空穴导电机制有关.PFN20-PZ32-PT48的剩余极化(Pr)与频率的关系可以很好地用随机场模型模拟,表明其弛豫行为的产生与短程化学有序所诱导产生的极性簇和/或纳米尺寸的非均匀性有关.     

67 Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-33PbTiO_3单晶90°铁电畴光学研究

采用偏光显微镜观察了６７Ｐｂ（Ｍｇ_（１／３）Ｎｂ_（２／３））Ｏ_３－３３ＰｂＴｉＯ_３固溶体铁电单晶在室温时 ９０°铁电畴结构．铁电畴结构与晶体质量有关,在正交偏光显微镜下光学透明晶体中存在着尺 寸为２～３ｍｍ的均匀大畴,不同极化方向的大畴重叠形成雾状区,使晶体表现出光学质量宏观 不均匀．在光学质量差的雾状晶体中则存在着 ０．１ｍｍ宽的｛１１０｝型带状孪生畴,使晶体形成 表面浮凸,带状畴内还存在着９０°亚畴．并对这些畴的形成作了讨论．     

掺杂对0.7Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.3PbTiO3陶瓷结构和电学性能的影响

用传统的固相反应法、通过铌铁矿预合成路线制备了1mol%ZnO、MnO2和CuO掺杂的0.7Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.3PbTiO3(0.7PMN-0.3PT)陶瓷。XRD分析表明掺杂的0.7PMN-0.3PT陶瓷都呈现纯三方钙钛矿结构。烧成的陶瓷具有较高的致密度,其中CuO掺杂的0.7PMN-0.3PT陶瓷达到理论密度的93.79%。掺杂的0.7PMN-0.3PT陶瓷都呈现宽化、弥散的介电响应峰,然而介电常数的频率色散现象明显减弱。CuO掺杂的0.7PMN-0.3PT陶瓷呈现优良的综合电学性能:介电常数最大值εm达到21000左右,剩余极化强度Pr达到27.49μC/cm2,压电应变常量d33达到548pC/N。     

KTN凝胶热处理过程中的反应机理研究

本文研究了Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法制备的ＫＴａ０．６５Ｎｂ０．３５Ｏ３（ＫＴＮ）凝胶在热处理过程中的反应机理，发现钙钛矿结构的ＫＴＮ由四步反应生成：５４２℃生成Ｋ３Ｔａ５Ｏ１４．５Ｈ２Ｏ，５９３℃生成Ｋ５Ｎｂ２Ｏ６（Ｏ，ＯＨ）．ｎＨ２Ｏ（α０＝１０．５８Ａ），此两相为立方烧绿石结构，６２０℃未经中间相直接生成ＫＴＮ，６８０℃两种烧绿石结构反应生成ＫＴＮ。