高性能铌镁酸铅-钛酸铅定向压电陶瓷的研究

用定向凝固技术制备了择优方向为[112]的0．70Pb(Mg1／3Nb2／3)O3—0．30PbTiO3高性能定向压电陶瓷．该陶瓷[112]方向的取向度约为35％，准静态压电常数d33约为1500～1600pC／N，耦合系数κt～0．51，κ33～0．82，22kV／cm时的场致应变约为0．23％。     

铌酸钠钾基压电陶瓷的结构与性能研究

采用传统的固相反应合成法制备了结构较为致密的0.9(K0.5Na0.5)NbO3-0.1LiSbO3(KNN-LS)无铅压电陶瓷,研究了其相结构、压电、介电、损耗以及铁电性质.常温下的压电陶瓷具备四方钙钛矿结构,具有较高的压电系数d33=131pC/N和低的介电损耗tanδ=0.09(10kHz)等优点.另外,常温下的KNN-LS陶瓷存在着较为饱满的电滞回线,其剩余极化率Pr为16.1μC/cm2,矫顽场为EC=14.8kV/cm.性能较KNN压电陶瓷有了较大的提高.     

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。     

新型铁电固溶体铌镥酸铅–铌镁酸铅–钛酸铅的制备与表征

采用二次合成法制备了纯相钙钛矿结构三元(0.7-x)Pb(Lu1/2Nb1/2)O3-0.3Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PLNPMN-PT)(0.38≤x≤0.46)压电陶瓷,研究了准同型相界(MPB)附近组分的介电、压电和铁电性能。XRD分析表明PLN-PMN-PT存在准同型相界,且准同型相界区域大致为0.40≤x≤0.44。MPB附近组分为0.29PLN-0.3PMN-0.41PT陶瓷具有较高的居里温度和相变温度,分别为270℃和135℃,同时该组分表现出较好的铁电压电性能,压电系数达到460 pC/N,矫顽场为14.8 kV/cm,剩余极化强度Pr为34.6μC/cm2。PLN-PMN-PT材料在压电领域具有潜在的应用前景。     

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℃.     

Li改性铌钽酸钾钠无铅压电陶瓷的研究

利用固相反应法制备了(Na _0.52 K _0.48-x Li _x)(Nb _0.86 Ta _0.10 Sb _0.04)O ₃系无铅压电陶瓷, 研究了不同Li含量(x分别为0、0.02、0.04、0.06、0.08)样品的显微结构、物相组成及电性能. 结果表明, Li含量的改变对其物相组成、压电性能、铁电性能、介电性能都有显著影响. 当Li含量x从0增大到0.04时, 其压电性能相应提高, 当Li含量x超过0.04时, 压电性能明显下降; 在x=0.04时综合性能最好, 其压电常数d₃₃高达260pC/N, 介电损耗tanδ为0.027, 平面机电耦合系数k_p值达到50%, 剩余极化强度P_r为22μC·cm^-2, 矫顽电场E_c为0.95kV·mm^-1, 居里温度为316℃. 另外, 随着Li含量增加, 该系统的矫顽电场明显增强, 居里温度有所提高.     

成型压力对0-3型锆钛酸铅/水泥压电复合材料的影响

以快硬硫铝酸盐水泥为基体,以锆钛酸铅(PZT)为功能相,用压制成型法制备出0-3型PZT/水泥基压电复合材料。分析成型压力对PZT/水泥基压电复合材料的压电性和介电性的影响,结果表明:不同粒径PZT颗粒作为功能相的水泥基压电复合材料,成型压力对其压电性和介电性有不同的影响。在30~90 MPa压力范围内,成型压力越大,PZT/水泥压电复合材料的压电应变常数d33和相对介电常数εr均显著提高,这是由于气孔率随压力增大而减少,而压电电压常数g33的变化则与功能相的粒径有关。机电耦合系数也有着不同的变化趋势,对于6μm和126μm PZT/水泥压电复合材料,其机电耦合系数Kt和Kp随压力增大缓慢下降,而对于430μm PZT/水泥压电复合材料则呈上升趋势。当压力达到150 MPa时,其压电性和介电性均急剧减小。     

锰掺杂对PMN-PT陶瓷介电和压电特性的影响

采用氧化物固相反应法制备了Mn掺杂0.67Pb（Mg1/3Nb2/3）O3-0.33PbTiO3陶瓷，研究了锰掺杂量对陶瓷相结构、介电和压电性能的影响。实验发现，随着锰掺杂量的增加，陶瓷焦绿石相含量的逐渐较少，材料变“硬”。即当锰掺杂量少于1.5mol％时，介电系数ε、压电常数d33和机械品质因数Qm逐渐增加，介电损耗tanδ减少。随着锰掺杂量的进一步增加，弛豫程度变得更加明显。当压电陶瓷组分中锰掺杂量为1.5mol％时，其介电和压电性能各为：ε=2300，kp=0.54，Qm=900，tanδ=0.004，d33=400pC/N，适于制作大功率压电陶瓷变压器。     

烧结工艺对PMN—PT陶瓷介电,压电性能的影响

采用熔盐法得到了ＰＭＮ－ＰＴ陶瓷,研究了在不同烧结温度下ＰＭＮ－ＰＴ陶瓷的介电、压电性能,分析讨论了烧结温度、烧成密度、晶粒大涉以及晶界玻璃相与介电、压电性能的关系。结果表明,适当的晶粒大小以及采用不同烧结温度和退火工艺消除晶界玻璃相有利于压电、介电性能的提高,并对可能的机理进行了分析。     

烧结气氛对KNN基无铅压电陶瓷性能的影响

本文利用传统固相烧结法制备（K0.47Na0.47Li0.066）（Nb0．94Sb0．06）0.96%Ta0.04O3（简称KNLNST）无铅压电陶瓷,通过在烧结过程中添加与基方相同成分的粉料作为保护气氛,定量研究了不同的烧结气氛对KNLNST无铅压电陶瓷性能的影响。实验表明添加30wt％气氛粉料时所得陶瓷压电介电性能得到明显提高：d33=235pC／N,Tε33/ε0=1218,tanδ=0．0420,kp=42．5％,k1=43％,Qm=54,Pr=18．5μC／cm^2,Ec=1．61kV／mm。相对于不添加气氛粉料时,陶瓷压电铁电性能d33、kp、k1,Pr分别提高13．0％、32．4％、48．3％、14．9％,介电损耗tanδ下降64．3％。本研究结果有助于充分挖掘含有易挥发性元素陶瓷材料的优良压电介电性能。     

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.     

水热法合成单分散锆钛酸铅压电陶瓷粉体

以硝酸铅、氧氯化锆、钛酸四丁酯、氢氧化钾和氨水为原料,以乙醇和水的混合液为溶剂,采用水热法合成Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)压电陶瓷粉体。通过X射线衍射和扫描电镜对合成粉体进行表征,并研究Pb元素物质的量与Zr及Ti两种元素物质的量之和的比n(Pb)/n(Zr+Ti)和矿化剂KOH浓度对粉体物相和形貌的影响。结果表明:n(Pb)/n(Zr+Ti)=1.4时,可以合成单一晶相的PZT,颗粒的立方体形貌规则清晰且无团聚,结晶良好;在200℃、反应溶剂乙醇和水的体积比为2∶1、n(Pb)/n(Zr+Ti)=1.4的条件下,当KOH浓度由1 mol/L增加到4 mol/L时,立方体形貌的PZT粉体的粒径由1.5μm减小到0.2μm。     

锰掺杂对硬性PZT材料压电性能的影响

研究了锰掺杂对ＰＺＴ材料微结构及压电性能的影响,并用ＥＳＲ确定了锰在ＰＺＴ材料中的价态．结果表明,锰在ＰＺＴ材料中主要以 Ｍｎ^２＋和 Ｍｎ^３＋的方式共存．锰在ＰＺＴ陶瓷材料中的“溶解度”约为１．５ｍｏｌ％．锰含量＜０．５ｍｏｌ％时,Ｍｎ将以Ｍｎ^２＋和Ｍｎ^３＋的方式优先进入晶格 Ｐｂ位,使材料的压电性能提高,表现出施主杂质特性;锰浓度处于 ０．５～１．５ ｍｏｌ％时,部分Ｍｎ将以Ｍｎ^３＋或Ｍｎ^２＋的方式进入晶格中（Ｚｒ;Ｔｉ）位,而此浓度范围内锰掺杂的ＰＺＴ材料同时表现出“软性”和“硬性”材料的压电特性．锰含量＞１．５ｍｏｌ％时,过量的Ｍｎ将在晶界积聚,使压电活性降低．少量Ｆｅ的存在,可使Ｍｎ离子的溶解度降低,并起到抑制Ｍｎ^２＋和 Ｍｎ^３＋氧化的作用.     

过量氧化铅和氧化铅气氛对改性钛酸铅压电陶瓷机电性能及其微结构的影响

本文研究了过量氧化铅和氧化铅气氛对改性钛酸铅压电陶瓷机电性能、显微结构、晶体结构以及烧结性能的影响。结果表明,材料的显微结构变化对机电性能产生重要作用。在烧结过程中,随着PbO分压的增加,改性离子Gb~(?)在钛酸铅晶格中的取代位置很可能发生变化,部分Gd~(3+)离子将由A位取代变为B位取代,这将导致晶格四方性的增大和烧结性能恶化。     

烧结方式对(K,Na,Li)(Nb,Sb,Ta)O3压电陶瓷的微观结构和物理性能的影响

(K,Na)NbO₃基陶瓷(KNLNST陶瓷)是一类很有发展潜力的无铅压电材料, 目前对其进行两步烧结相关的研究还很少。本工作分别采用普通烧结(Conventional Sintering, CS)和两步烧结(Two-step Sintering, TSS)制备了(K_0.4425Na_0.52Li_0.0375)(Nb_0.8825Sb_0.08Ta_0.0375)O₃陶瓷, 并进行微观结构与物性的对比研究。TSS可将(K,Na)NbO₃基陶瓷的相对密度ρ°由CS时的95.0%提高至97.0%, 压电系数d₃₃由CS时的363 pC/N增大到387 pC/N。两种烧结方式制备的KNLNST陶瓷的微观组织结构和电畴结构有着很大的差异。KNLNST-CS陶瓷的晶粒尺寸较小而且分布较为均匀, 极化后多数晶粒的电畴图案为简单的平行条纹。KNLNST-TSS陶瓷的晶粒尺寸则大小分布不均匀, 极化后许多大晶粒中呈现带状条纹内部又存在着精细的平行条纹的电畴图案。     

SrCO3掺杂对PMN-PMnN-PZT-Ce压电陶瓷储能及介电弛豫性能的影响

通过铌铁矿先驱法制备了Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-Pb(Mn_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbZrO_3-PbTiO_3+0.3%CeO_2(质量分数)+xSrCO_3(PMN-PMnN-PZT-Ce-xSr,x=0.00,0.03,0.05,0.07)四元系压电陶瓷,研究了SrCO_3含量的变化对Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-Pb(Mn_(1/3)-Nb_(2/3))O_3-PbZrO_3-PbTiO_3+0.3%CeO_2(质量分数)(PMN-PMnN-PZT-Ce)压电陶瓷相结构、储能密度以及弛豫行为的影响。通过XRD表明,样品为单一稳定的钙钛矿结构,并且存在准同晶界(MPB);当x=0.07时,在外加电场60kV/cm下取得较好的储能性能:储能密度W1=0.31J/cm~3,储能效率η=0.47;通过修正Curie-Weise定律,较好地描述了陶瓷弥散相变的特征,弥散相变系数γ随着Sr~(2+)掺杂量的增加而增加。当x=0.07时,γ取得最大值1.972 8,此时弛豫现象最明显。     

钛酸钡陶瓷介温特性测试技术

钛酸钡陶瓷介温特性测试系统主要由介电性能测试软、硬件平台构成,具有信号调理、采集、分析处理、自动生成测试报告等功能,可以实现钛酸钡陶瓷的室温介电常数、相变温度、介电常数-温度特性、介电损耗-温度特性、容量温度变化率特性等多项参数的综合自动测试.系统硬件平台主要包括计算机、参数转换装置、LCR仪、温控箱、显示终端等.自动...     

改性偏铌酸铅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（５６２℃）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．     

锆钛酸铅镧陶瓷微结构和介电性能研究

研究了Ｚｒ／Ｔｉ比为６５／３５，掺Ｌａ分别为８、９、１２、１６．７％（ｍｏｌ％）的锆钛酸铅镧（ＰＬＺＴ８／６５／３５／９／６５／３５，１２／６５／３５、１６．７／６５／３５）陶瓷的微结构和介电性能，ＸＲＤ研究表明，ＰＬＺＴ中存在着（ｈ＋１／２，ｋ＋１／２，１）型超结构，随着Ｌａ含量的增加，有序度增加，当Ｌａ含量为１２％时达到最大，继之下降，提出了Ａ位离子有序的体心立方超结构模型。介电常数与温度关系