0.115BiGaO3-(0.885-x)BiSc03-xPbTiO3高温压电陶瓷的制备及电学性能研究

利用氧化物合成法制备了0.115BiGaO3(0.885-X)BiScO3-xPbTiO3(BGSPTx)(x=0.56-0.62)铁电陶瓷.x射线衍射分析(XRD)表明,当PbTi03含量(X)大于60%时,BGSPTx具有纯的钙钛矿结构.当x＜60%时,体系存在微量杂相.随着PbTiO,含量的增加,BGSPTx由三方相演变到四方相,三方一四方准同型相界位于x=0.58附近.在准同型相界附近,BGSPTx陶瓷的压电常数d33,机电耦合系数、剩余极化P,都达到最大值,分别为272pC/N,42%,24"C/cm..介电常数一温度特性曲线测试表明,BGSPTx陶瓷在MPB附近(x=0.58)居里温度Tc高达482℃C.实验结果表明,BGSPTx陶瓷是一种优良的高温压电换能器和传感器材料.     

BGSPTx系高温压电陶瓷的结构及性能

把BiGaO3作为第三组元引入BiScO3-PbTiO3(BS-PT)体系,用氧化物合成法制备了0.155BiGaO3-(0.845-x)BiScO3-xPbTiO3(BGSPTx,x为0.54~0.58)压电陶瓷。XRD分析表明,BGSPTx具有钙钛矿结构,但同时存在微量的富铋相。三方–四方准同型相界(MPB)位于x为0.56附近。在MPB附近,BGSPTx陶瓷的d33,kp和Pr都达到最大值,分别为180pC/N,30%和18.5×10–6C/cm2。εr-t特性曲线测试表明,陶瓷在MPB附近居里温度tC高达494℃。     

BSYPTx压电陶瓷的结构与压电性能研究

采用传统固相反应法,制备了(1-x)(0.96BiScO3-0.04BiYbO3)-xPbTiO3(0.58≤x≤0.66,BSYPTx)压电陶瓷.XRD图谱分析表明,BSYPTx具有钙钛矿结构,BSYPTx陶瓷四方相到三方相的转变区域存在于x=0.64附近,即是该体系的准同型相界(MPB).在相界附近, BSYPTx陶瓷具有较优良的压电性能:压电常数d33≈426 pC/N,机电耦合系数kp=0.52;介温曲线显示,BSYPTx陶瓷相界附近的居里温度TC=430 ℃.Yb3+的引入提高了BSPT陶瓷的电滞回线的矩形度,最大的剩余极化强度Pr=43 μC/cm2.     

Ba (Ti0.8Zr0.2)O3-(Ba0.7Ca0.3)TiO3无铅陶瓷的显微结构和压电性能

采用传统固相反应制备出了高压电常数的Ba(Ti0.8 Zr0.2)O3-(Ba0.7Ca0.3)TiO3 (BZT-xBCT)无铅压电陶瓷材料,研究了BCT含量对于体系结构、压电与介电性能的影响规律.结果表明,x=0.45～0.60时,BZTxBCT系统处于准同型相界附近,BZT-xBCT陶瓷时主晶相为钙钛矿相结构,当x＞0.50时,出现少量的第二相CaTiO3.当x=0.50时,陶瓷的性能达到最佳,其介电常数ε、压电常数d33、机电耦合系数kp、机械品质因数Qm、频率系数Np分别为2 900,385 pC/N,0.456,124和2 740 Hz·m.由此可认为位于准同型相界附近的BZT-xBCT是一类很有前途的无铅压电材料.     

KNN-BT-BZ-CT基无铅压电陶瓷的性能研究

采用两步烧结法制备了(0.91-x)K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3-0.03BaTiO_3-0.06BaZrO_3-xCaTiO_3[KNN-BT-BZCT]基无铅压电陶瓷,探究了在不同CaTiO_3(CT)含量下,KNN基压电陶瓷相结构变化以及对压电性能的影响。结果表明,x<0.02时,陶瓷物相出现菱方-正交双相共存。随着CT含量的增加,陶瓷晶粒尺寸先减小后增大,且其居里温度(TC)和四方-正交(TO-T)转变温度随之逐渐降低。当x=0.01时,在室温下陶瓷出现菱方-正交准同型相界,其压电常数d33=224pC/N和机电耦合系数kp=40.2%分别达到了最佳。因此,KNN基压电陶瓷中掺入BCZT可以较好地提高其压电性能。     

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％.     

Na0.5Bi0.5TiO3-K0.5Bi0.5TiO3系无铅压电陶瓷的介电压电性能

研究了(Na1-xKx)0.5Bi0.5TiO3体系无铅压电陶瓷的介电、压电性能，通过XRD分析，发现随着x的增加，陶瓷的晶体结构由三方相逐渐转变为四方相，x=0．16～0．20范围内具有三方和四方共存相结构，为该体系的准同型相界(MPB)，材料在MPB附近具有最佳的压电性能．测试了陶瓷的介电温谱，表明该体系陶瓷为弛豫型铁电体，电滞回线表明陶瓷在升温过程中发生铁电-反铁电-顺电相变．     

Li_2O掺杂对BNBT6无铅压电陶瓷组织与性能的影响

采用传统固相烧结法制备出0.94Bi_(0.5)(Na_(1-x)Li_x)_(0.5)TiO_3-0.06BaTiO_3(BNT6)压电陶瓷(摩尔分数x分别为0.06%,0.10%,0.15%,0.20%),研究了不同含量Li_2O掺杂对Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3(BNT)基陶瓷材料物相结构、显微组织和压电、介电性能的影响。结果表明,添加不同含量的Li_2O,制备的BNBT6压电陶瓷组织分布均匀,致密度高,呈现三方-四方共存的准同型相界结构,且不同含量的Li_2O不影响陶瓷的相结构,但其烧结性能及电性能与Li含量有关。当x=0.15%时,BNBT6陶瓷样品的性能最佳,相对密度达到98%,在1kHz的测试频率下,BNBT6陶瓷样品的压电常数d_(33)=130pC/N,介电常数εr=971,介电损耗tanδ=2.0%,机械品质因数Q_m=367。     

新型无铅压电陶瓷BNKT-BiFeO_3的研究

采用传统陶瓷制备法制备了一种新型无铅压电陶瓷(1-x)Bi_(0.5)(Na_(0.82)K_(0.18))_(0.5)TiO_3-xBiFeO_3(BNKT-BFx).研究了Bi基铁电体BiFeO_3对BNKT-BFx陶瓷晶体结构、显微组织和压电性能的影响.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,陶瓷的准同型相界位于x=0～0.05.BiFe_O3促进陶瓷致密化和晶粒生长,在准同型相界成分附近压电性能达到最大值:d_(33)=171 pC/N,k_p=0.366.     

Bi基BNT-BKT-BiFeO_3陶瓷的准同型相界和电性能

采用固相反应法,制备了Bi基(1–x–y)(Bi0.5Na0.5)TiO3-x(Bi0.5K0.5)TiO3-yBiFeO3(x=0.12～0.24,y=0～0.07)钙钛矿型三元系无铅压电陶瓷,研究了该陶瓷组分与其晶相结构、电性能的关系。结果表明:除x=0.24,y=0.03的组分析出第二相外,其他组分均能形成纯钙钛矿固溶体,陶瓷三方、四方相共存的准同型相界(MPB)组分范围为x=0.18～0.21,y=0～0.05。在MPB附近陶瓷具有较好的压电性能,其d33和kp在x=0.18,y=0.03达到最大值:d33=171pC/N,kp=0.366。     

掺铟钪酸铋-钛酸铅压电陶瓷的制备及电学性能

采用固相反应法,制备了0.10BiInO3-(0.90-x)BiScO3-xPbTiO3(BISPTx,0.55≤x≤0.70)压电陶瓷,并对陶瓷样品的相结构,表面形貌和电性能进行了研究。结果表明,BiInO3和BiScO3-PbTiO3能够形成很好的固溶体,在1070℃烧结2h即可形成稳定钙钛矿结构的BISPTx陶瓷。当x=0.60时,BISPTx陶瓷具有优良的电学性能:d33=330pC/N,kp=0.423,tC=420℃。BiInO3的掺入可有效提高BISPTx陶瓷的tC,并提高其电阻率,降低漏导电流,使其在较高温度(300℃)下仍保持较低的tanδ(<0.05)。     

K4CuNb8O23对K0.5Na0.5NbO3-Bi0.5Na0.5TiO3-LiSbO3压电陶瓷结构及性能的影响

采用固相反应法制备了0.96(0.99K0.5Na0.5.5NbO3-0.01Bi0.5Na0.5TiO3)-0.04¨SbO3-xK4CuNb8O23(0≤x≤3.00％)(简称KNN-BNT-LS-KCN)无铅压电陶瓷,研究了其晶体结构、压电、介电以及铁电性质。结果表明,KCN的加入使所制陶瓷的晶体结构从四方相转变...     

Zn2SiO4-Mg2SiO4复相陶瓷的合成与性能研究

利用醇盐溶胶-凝胶法合成（1-x）Zn2SiO4-xMg2SiO4陶瓷（x=0.1-0.9）。差热分析结合XRD分析表明（1-x）Zn2SiO4-xMg2SiO4的成相温度在800℃附近,1 150℃预烧粉体后,获得粒径为40-50 nm的Zn2SiO4-Mg2SiO4复相陶瓷粉末。复相陶瓷的最佳烧结温度在1 250℃-1 300℃,烧结过程中,部分组分产生了MgSiO3杂相。当x=0.6时,在1 250℃烧结后陶瓷的介电性能最优如下：εr=6.66,Q×f=174 800 GHz,τf=-38.7 ppm/℃,是一种有望应用于毫米波频段的新型介质陶瓷材料。     

(Na,K,Li)(Nb,Sb)O3无铅压电陶瓷的性能

采用传统的固相反应法和普通烧结工艺,制备了A位和B位复合的(Na0.5+xK0.44Li0.06–x)Nb0.95Sb0.05O3(x=0,0.006,0.012)系无铅压电陶瓷样品,并对样品的压电、机电性能进行了研究。结果表明:该陶瓷系列具有很高的压电应变常数(x=0.006时d33=243pC/N)、低的介质损耗(tanδ<2×10–2)、较高的机电耦合系数(x=0.012时,k33=0.632)、高的铁电顺电相变温度(tC约400℃)。这些性能显示了它是一种替代铅基PZT的具有很好应用前景的无铅压电陶瓷。     

(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。     

(Na_(0.5)K_(0.5-x)Li_x)NbO_3高温无铅压电陶瓷性能研究

为降低成本,采用传统电子陶瓷工艺制备了(Na0.5K0.5–xLix)NbO3(x=0.057～0.066)无铅压电陶瓷。Li取代K可以明显提高样品的居里温度(tC),x=0.066时样品的tC高达510℃,比纯(Na0.5K0.5)NbO3陶瓷高70℃左右。x=0.064时样品的d33高达212pC/N,kp为45.7%。x=0.063～0.066时样品的tanδ均低于0.020。特别是,x=0.066的样品经450℃退火24h,d33仍高达125pC/N。实验表明,(Na0.500K0.434Li0.066)NbO3是高性能的高温无铅压电陶瓷。     

铌钽酸盐无铅压电陶瓷的制备与性能

用常规氧化物固溶方法制备了无铅压电铌钽酸盐(Na0.50K0.35Li0.1Ag0.05)(Nb1-xTax)O3 (x = 0,0.025 0,0.050 0,0.072 5)材料,研究了该材料的介电、压电性能随x的变化关系。实验发现x = 0.050 0在1 102℃条件下烧结的陶瓷,其压电常数d33高达117 pC/N,机电耦合系数kt、kp和k33分别为34%、25%和41%,相对介电常数T33e/e0 为617,机械品质因数Qm为121。该压电陶瓷是一高温压电陶瓷,四方–立方相变温度高达600℃以上。     

MnO对改性钛酸铅陶瓷压电性能的影响

ＭｎＯ对Ｐｂ_（１－ｘ）Ｓｒ_ｘ［（Ｓｂ_（１／２）Ｎｂ_（１／２））_ｙＴｉ_（１－ｙ）］Ｏ_３改性钛酸铅压电陶瓷兼有“软性”和“硬性”改性作用。实验表明,添加适当的ＭｎＯ可以得到介电常数εｒ＝２４０,机电耦合系数是ｋｔ＝２４８．５％,机械品质因数Ｑｍ＝１５００,居里温度Ｔｃ＝４３５℃的高稳定性压电陶瓷材料。该材料在高温及高频器件的应用方面有重要的应用价值。