(1-x)Bi4Ti3O12-xBaTiO3高Tc压电陶瓷的结构与性能研究

采用固相合成法制备了(1-x)Bi4Ti3O12-xBaTiO3(BIT-BT)压电陶瓷材料,研究了BaTiO3含量对BIT-BT陶瓷显微组织结构及电性能的影响规律.结果表明,BIT-BT陶瓷主要由BiTi3O12和BaTiO3两相组成,当0.1≤x(BT)≤0.7时,材料中出现BaBi4Ti4O15相.随着BT摩尔分数的增加,居里温度Tc逐渐降低,介电常数εr逐渐增大,介电损耗tanδ和压电常数d33先增大后减小.当材料组分为0.6BIT-0.4BT时性能达到最佳,其Tc=455℃、εr=147、tan δ=0.011、d33=20 pC/N.     

Er2O3掺杂对BaTiO3陶瓷介电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Er2O3的BaTiO3陶瓷。测试结果表明,掺杂Er2O3能降低BaTiO3陶瓷的电阻率,且在开始时其电阻率随着掺杂量的增大而升高,在掺杂x(Er2O3)=0.003(摩尔分数)时电阻率最高,然后随掺杂量的升高而降低,在掺杂x(Er2O3)=0.007时电阻率最低,从纯BaTiO3陶瓷的2.6 TΩ.m下降为18 GΩ.m,此变化规律有异于La,Ce,Nd,Sm等稀土元素掺杂的规律。掺杂Er2O3使BaTiO3陶瓷的介电性能发生明显变化,掺杂x(Er2O3)为0.001和0.002时,可改善BaTiO3陶瓷的介电性能和频率特性,具有较好的频率稳定性。掺杂Er2O3使BaTiO3陶瓷的居里温度升高为130.9℃,交流电导随着温度的升高而增大,并在居里温度点附近达到最大。     

Nd2O3掺杂BaZr0.2Ti0.8O3陶瓷的介电性能

在溶胶-凝胶法制备钛酸钡(BaZr0.2Ti0.8O3)超细粉体的过程中,使用液相掺杂的方式在溶胶过程中进行了稀土元素Nd的掺杂。掺杂摩尔分数为0、0.001、0.002、0.003、0.004和0.005。掺杂改性后的BaZr0.2Ti0.8O3粉体,通过X-射线衍射(XRD)测试,结果表明在摩尔分数为0.005以内的稀土Nd掺杂并未改变BaZr0.2Ti0.8O3的钙钛矿结构。粉体烧结的陶瓷介电性能得到较大的改善:介电常数由3 389提高到4 493,而介电损耗在60 Hz时由1.4%降低到0.35%。     

In2O3掺杂Bi0.5(Na0.82K0.18)0.5TiO3无铅压电陶瓷的研究

以准同型相界组成Bi0.5(Na0.82K0.18)0.5TiO3(BNT)为基础配方,In2O3为改性剂,研究了In2O3掺杂量对Bi0.5(Na0.82K0.18)0.5TiO3无铅陶瓷晶体结构和电性能的影响。XRD分析表明,所有样品的相结构均为纯钙钛矿固溶体。陶瓷的晶粒尺寸随掺杂量的增加而增加。介电常数-温度曲线显示陶瓷具有两个介电反常峰tf和tm,在tm的介电常数εm随掺杂量的增加而下降,tf和tm都随掺杂量的增加向高温移动。当In2O3摩尔分数为0.1%时,压电性能达最大值:d33=141pC/N,kp=0.32。     

(Bi2-xZnx)(Ti2-xNbx)O7陶瓷的结构与介电性能

研究了(Bi2-xZnx)(Ti2-xNbx)O7(0.4≤x≤1.0)陶瓷材料的结构与介电性能.X-射线衍射结果表明,该组分体系在950～1 100 ℃烧结,可得到单相立方焦绿石结构陶瓷.扫描电子显微镜观察样品形貌发现,x越大,晶粒尺寸越大.室温介电性能的测试表明,在1 MHz条件下,随x值的增大,介电常数从218下降到122,损耗为(1～4)×10-4.介电温谱测试发现,该组分体系在低温下出现明显的介电弛豫峰,峰形随x增大逐渐宽化.微波特性的测试表明,在谐振频率2～3 GHz,样品的品质因数与谐振频率之积Q×f为112～158 GHz.     

掺杂Sm2O3对Ba(Ti,Sn)O3的介电性能的影响

以碳酸钡、二氧化锡和二氧化钛等为原料,制备了掺杂Sm2O3的Ba(Ti0.9Sn0.1)O3(BTS)陶瓷,研究了所制陶瓷的介电性能.结果表明:当摩尔分数x(Sm2O3)<0.60%时,Sm3+主要进入BTS陶瓷晶格A位,随着x(Sm2O3)的增加,Sm3+倾向于进入晶格B位.Sm2O3的掺杂量对BTS陶瓷的相对介电常...     

CaF2掺杂对ZnNb2O6陶瓷烧结行为及介电性能的影响

用传统固相法合成了CaF2掺杂ZnNb2O6微波介质陶瓷,通过XRD、SEM以及HP4291阻抗分析仪等测试手段对其烧结行为、晶体结构及微波介电性能进行了系统研究。结果表明,CaF2掺杂能有效地降低ZnNb2O6陶瓷的烧结温度,提高介电常数,但品质因数Q值有所下降。1100°C烧结w(CaF2)=0.5%(质量比)掺杂的ZnNb2O6陶瓷具有较好的介电性能:εr=31.6,Q×f=68THz,τf=-47×10-6°C-1。     

Sm2O3掺杂对BZN基陶瓷介电性能的影响

研究了Sm2O3掺杂的Bi2O3-ZnO-Nb2O5(BZN)基陶瓷(Bi1.5–SmxZn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7(0≤x≤1.5,BSZN)的结构x和介电性能。实验采用传统的固相反应法制备陶瓷样品,XRD分析样品的相结构。结果表明:未掺杂的BZN陶瓷其结构为立方焦绿石单相;当Sm2O3掺杂量较少(0相似文献   

ZnO掺杂MgTiO3-CaTiO3陶瓷的介电性能

采用固相反应法制备 (Mg0.95-xZnxCa0.05)TiO3介质陶瓷.研究了ZnO掺杂对MCT陶瓷介电性能的影响.结果表明,ZnO掺杂的MCT陶瓷的主晶相为MgTiO3和CaTiO3两相结构,随着ZnO掺杂量的增加,有第二相产生,为Zn2TiO4.ZnO掺杂能降低MCT陶瓷的烧结温度到1 250 ℃,且对介电常数温度系数αc 有调节作用.当 x=0.02时在1 250 ℃温度烧结2.5 h获得最佳性能,即介电常数εr =21.7,介电损耗 tan δ=1×10-5,介电常数温度系数αc =2.12×10-5.     

MnO2对Pb(Ni1/3 Nb2/3)O3基复相陶瓷介电性能的影响

研究了少量MnO2添加对Pb(Ni1/3Nb2/3)O3基复相陶瓷的介电常数温度特性和频率特性、介质损耗及电阻率的影响。结果表明,少量MnO2的加入,改善了复相陶瓷的介温特性和频率特性,降低了介电常数;同时降低了介质损耗,特别是低频高温下的介质损耗,提高了电阻率。对MnO2在复相陶瓷中所起的作用进行了分析。     

BMN掺杂NBT压电陶瓷的介电特性研究

采用传统陶瓷制备方法,制备了一种新无铅压电陶瓷材料(1-x)Na1/2Bi1/2TiO3-xBi(Mg2/3Nb1/3)O3.研究了Bi(Mg2/3Nb1/3)O3掺杂对(Na1/2Bi1/2)TiO3陶瓷晶体结构、弥散相变与介电弛豫行为的影响.X-射线衍射(XRD)分析表明,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.材料的介电常数-温度曲线显示陶瓷具有2个介电反常峰Tt和Tm,低掺杂的样品低频介电常数在居里温度以上异常增加.该体系陶瓷表现出与典型弛豫铁电体明显不同的弛豫行为.根据宏畴-微畴转变理论探讨了该体系陶瓷产生介电弛豫的机理.     

Pb（Mg1／3Nb2／3）O3—PbTiO3的介电,弹性,压电和热电性质

研究了准同型相界附近组分的Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－ＰｂＴｉＯ３铁电晶体〈００１〉方向的介电、弹性、压电和热电性质。室温时压电应变常数ｄ３３约为８００ｐＣ／Ｎ。在２００Ｋ～３６０Ｋ的温度范围内,机电耦合系数ｋｔ约为０．５３,近似为一常数。而压电应力常数ｅ３３和热释电系数ｐ３随着温度的上升而单调地增大,弹性刚度常数ｃＤ３３却逐渐减小。其铁电相变的弥散性程度很高,介电临界指数γ为１．８８。     

锑锰锆钛酸铅压电陶瓷的MnO2改性研究

探讨了MnO2过量对锑锰锆钛酸铅(Pb(Mn1/3Sb2/3)0.05Zr0.47Ti0.48O3,简写为PMSZT5)压电陶瓷的性能影响。通过X线衍射(XRD)分析了PMSZT5+z%MnO2(z=0～0.7,质量分数)陶瓷的相组成。结果发现,合成温度900℃保温2h后可得到完全钙钛矿结构。随着锰含量的增大,体系从准同型相界向三方相转变。z>0.1、1 240℃烧结温度下,介电常数ε3T3/ε0、压电常数d33、机电耦合系数kp达到最佳值,即ε3T3/ε0=1 560、d33=350pC/N、kp=0.63。该组成的谐振频率fr、横向机电耦合系数k31和压电常数d31的温度稳定性与未掺杂相比有所改善。过量锰的加入使PMSZT5的居里温度降低。     

Pb/Bi复掺对Y2O3-2TiO2微波介质陶瓷性能的影响

研究了PbTiO3和Bi2Ti2O7复合掺杂对新型的具有中介电常数的Y2O3-2TiO2系微波介质陶瓷物相组成、介电性能和烧结温度的影响。结果表明,掺杂后的陶瓷材料主晶相仍为A2B2O7型烧绿石结构,未发现第二相,Bi3+和Pb2+共同占据Y3+所在的A位。Pb/Bi复合掺杂有效降低了陶瓷的烧结温度,当w(PbTiO3)=2%和w(Bi2Ti2O7)=8%时,烧结温度降低为1 260℃,且陶瓷具有较好的介电性能,即介电常数rε≈64,介质损耗tanδ≈3.6×10-3,品质因数与频率的乘积Q×f≈2 438 GHz。     

Piezoelectric and Dielectric Properties of Nonstoichiometric (Na0.5K0.5)0.97(Nb0.90Ta0.1)O3 Ceramics Doped with MnO2

MnO₂-added nonstoichiometric (K_0.5Na_0.5)_0.97(Nb_0.90Ta_0.1)O₃ lead-free piezoelectric ceramics were prepared by conventional sintering processes. X-ray diffraction data show that MnO₂ diffuses into the lattice of (K_0.5Na_0.5)_0.97 (Nb_0.90Ta_0.1)O₃ ceramics and forms a pure perovskite structure with orthorhombic symmetry. The microstructure of the samples showed that a certain amount of MnO₂ addition could improve the crystalline grain growth. The addition of a small amount of MnO₂ increased the mechanical quality factor (Q _m), piezoelectric constant (d ₃₃), and electromechanical coupling factor (k _p). At room temperature, (K_0.5Na_0.5)_0.97(Nb_0.90Ta_0.1)O₃ ceramics doped with 0.4?mol% MnO₂ showed piezoelectric properties suitable for low-loss piezoelectric actuator applications: k _p?=?0.43, Q _m?=?1212, d ₃₃?=?112?pC/N, and tan?δ?=?0.023.     

Bi1/2(Na1-xLix)1/2TiO3压电陶瓷的性能和微结构

利用传统陶瓷工艺制备了Bi1/2(Na1-xLix)1/2TiO3(简写BNLT100x,其中x为摩尔含量)系无铅压电陶瓷,研究了该陶瓷的微结构、压电和介电性能。X-射线衍射分析(XRD)结果表明,在x=0~0.20时,Bi1/2(Na1-xLix)1/2TiO3陶瓷为单相三方晶系钙钛矿结构;在x=0.30时,会有影响压电性能的第二相产生。扫描电镜(SEM)结果表明,Li含量越高,陶瓷的烧结温度越低,Li促进了晶粒特定方向的生长;在x=0.15时,压电系数d33达极大值109 pC/N;同时研究了极化工艺条件对材料压电性能的影响。     

Bi(GaxFe1-x)O3-PbTiO3高温压电陶瓷的结构和介电性能

采用传统固相反应法制备了0.4Bi(GaxFe1-x)O3-0.6PbTiOa (BGF-PT) (x=0.05,0.25,0.40,质量分数)陶瓷.BGF-PT呈四方相钙钛矿结构,四方畸变度c/a比约为1.09.当x(Ga) =25％时,BGF-PT陶瓷的晶粒分布均匀,Fe元素在局部区域无明显富集,该组分陶瓷在室温下具有最优的介电性能,居里温度为572℃.BGF-PT陶瓷在较低温度和高温下的载流子分别为电子和氧空位.Ga元素的引入抑制了电子电导和氧空位离子电导,降低了BGF-PT陶瓷的交流电导率.