Na1/2Bi1/2TiO3-BaTiO3系陶瓷压电性及弛豫相变研究

系统研究了（１－ｘ）Ｎａ１／２Ｂｉ１／２ＴｉＯ３－ｘＢａＴｉＯ３（ｘ＝０．０２、０．０４、０．０６、０．０８、０．１０）无铅压电陶瓷系统的相界、材料压电性能、驰豫特性及相变。这个系统的陶瓷材料具有Ｋｔ／Ｋｐ较大,频率常数比较高等特点,Ｘ－ｒａｙ衍射结构分析发现此系统的相界在０．０４〈ｘ〈０．０６之间;材料的一些主要性能在相界附近达到极值。利用介电系数－温度曲线,并结合热激电流曲线对此系统的驰豫性进     

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-PbTiO3系统准同型相界附近的介电异常

用两步合成法制备了（１－ｘ）Ｐｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－ｘＰｂＴｉＯ３（ｘ＝０．３０－０．４０）陶瓷,对其相结构和介电性能进行了研究。ＸＲＤ分析表明,准同型相界在ＰＴ含量ｘ＝０．３４－０．３８范围内。介电性能研究结果表明,组成在准同型相界处的试样,其介电常数呈现最大值,同时还发现,准同型相界处的陶瓷出现介电双峰,其中一个为驰豫型铁电相向顺电相转变的相变峰;另一个介电峰处于１３０－１５０℃的高     

PbTiO_3-Pb(Cd_(1/3)Nb_(2/3))O_3系高温高频压电陶瓷材料的研制

对（１－ｘ）ＰｂＴｉＯ２＋ｘＰｂ（Ｃｄ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３系压电陶瓷材料进行了研究。实验结果指出，当ｘ＝０．１４时，掺入适量的改性添加物ＮｉＯ，ＭｎＯ２，ＷＯ３，经过适当的工艺过程，可得到压电性能优良的高温高频压电陶瓷材料。其中，材料的居里温度Ｔｃ＞４００℃，机械品质因数Ｑｍ＞２０００，机电耦合系数Ｋｔ可达０．４５，介电常数ε小于２１０，是一种很有前途的高温高频压电陶瓷材料。     

PMN-BT陶瓷的介电性能和相变温度

制备了一系列ＰＭＮ－ＢＴ陶瓷,系统地研究了ＢＴ含量的变化对介电性能和相变温度的影响．ＰＭＮ－ＢＴ陶瓷的相变温度与组成呈“Ｕ”型变化曲线．相变温度的异常变化是由于系统中存在Ｂａ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３顺电微区所致．ＰＭＮ－ＢＴ陶瓷的介电弛豫特性随ＢＴ的增加经历了一个由弱变强,再由强变弱的过程．对由两种钙钛矿化合物构成的铁电固溶体相变温度的变化规律进行了讨论．     

PbTiO3—Pb（Cd1／3Nd2／3）O3系高温高频压电陶瓷材料的研制

对（１－ｘ）ＰｂＴｉＯ２＋ｘＰｂ（Ｃｄ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３系压电陶瓷进行了研究实验结果指出 ，当ｘ＝０．１４时掺入适量的改性加物ＮｉＯ２，ＭｎＯ２，ＷＯ３，经过适当的工艺过程，可得到压电性能优良的高温高频压电陶瓷材料，其中，材料的居里温度ＴＣ〉４００℃，机械品质因数Ｑｍ〉２０００，机电耦合系数Ｋｔ可达０．４５，介电常数ε小于２１０，是一种很有前途和高温同频压电陶瓷材料。     

铌锌酸铅基陶瓷的铁电行为研究

采用具有改进ＳａｗｙｅｒＴｏｗｅｒ电路的全自动铁电体电滞回线测试系统，对（０．９ｘ）Ｐｂ（Ｚｎ１／２Ｎｂ２／３Ｏ３０．１ＢａＴｉＯ３ｘＰｂＴｉＯ３［（ｘ＝０．０５，０．１０，０．１５，简称ＰＺＮＢＴＰＴ（０．１／ｘ）］系列铁电陶瓷样品在０℃～１９０℃温度范围内强场下的极化强度进行了详细测试，并与其弱场介电行为对比，探讨了铁电宏畴微畴不同的强场极化特性，发现ＰＺＮＢＴＰＴ（１０／１５）铁电陶瓷样品的极化强度在自发正常铁电体弛豫型铁电体转变温度Ｔｎｒ下有一个增大过程。     

溶胶—凝胶法合成Li2＋xBxSi1—xO3及其离子导电性能的研究

用溶胶－凝胶法合成了Ｌｉ２＋ｘＢｘＳｉ１－ｘＯ３（ｘ＝０－０．５）,发现形成固溶体的范围是０〈ｘ≤０．２。对其离子导电性的研究发现,当ｘ＝０．３时出现电导率极大值。     

具有超高压电电压常数的镧掺杂0.55Pb（Sc1／2Ta1／2）O3—0.45PbTiO …

研究了不同镧掺杂量与Ｐｂ（１－ｘ）Ｌａｘ（Ｓｃ１／２Ｔａ１／２）０．５５Ｔｉ０．４５Ｏ３（ｘ＝０，ｘ＝０．００５，ｘ＝０．０１，ｘ＝０．０ｘ，ｘ＝０．０３）陶瓷材料居里温度，压电常数有压电电压常数之间的关系以及高温热处理对材料性能的影响。研究表明材料的居里温度随镧添加量的提高按２６℃／１ａｔｍ％的幅度下降，只是在ｘ＝０．００５处出现异常现象，即该组分的材料的居里温度与ｘ＝０处相比稍有提高；材料的压     

锂快离子导体Li_(1 2x y)Al_xYb_yTi_(2-x-y)Si_xP_(3-x)O_(12)系统的研究

以ＬｉＴｉ２（ＰＯ４）３为基以天然高岭石为起始原料,经高温固相反应（９５０～１１５０℃）制得了 一系列锂快离子导体材料Ｌｉ１＋２ｘ＋ｙＡｌｘＹｂｙＴｉ２－ｘ－ｙＳｉｘＰ３－ｘＯ１２（以下简称Ａｌ－Ｙｂ－Ｌｉｓｉｃｏｎ）．系统 的合成温度随ｘ和ｙ值的增大而降低．应用交流阻抗技术测定的电导率数据结果表明ｙ＝０．３, ｘ＝０．１的合成物的电导率最好,４００℃时电导率达２．４５×１０－２Ｓ／ｃｍ, ２００～４００℃内的电导激 活能为３８．３ｋＪ／ｍｏｌ．ＸＲＤ分析结果表明在ｙ＝０．３,ｘ≤０４及ｙ＝０．５,ｘ≤０．３的组成范围内 均能得到空间群为Ｒ３ｃ的合成物．     

Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PbTiO3系统准同型相界附近的介电异常

用两步合成法制备了(1-x)Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(x=0.300.40)陶瓷,对其相结构和介电性能进行了研究. XRD分析表明,准同型相界在PT含量x=0.340.38范围内. 介电性能研究结果表明,组成在准同型相界处的试样, 其介电常数呈现最大值.同时还发现,准同型相界处的陶瓷出现介电双峰,其中一个为弛豫型?铁电相向顺电相转变的相变峰;另一个介电峰处于130150C的高温区, 可能是由镍离子变价、相结构变化等缺陷引起的松弛极化产生的.     

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℃.     

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。     

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。     

多元系（1-x）PZT-x（0.2PFN-0.2PZN-0.6PNN）铁电陶瓷的微结构和性能

通过设计组分制备出综合性能优异的铁电陶瓷（1-x）PZT-x（0.2PFN-0.2PZN-0.6PNN）（x取0.1、0.2、0.3、0.4和0.5）,确定其准同型相界,并研究了铁电畴结构与材料宏观性能的关系。XRD结果表明,随着A（B′B″）O3型弛豫铁电成分含量的增加材料由四方相向三方相转变;透射电镜结果显示,样品的铁电畴由较大的鲱鱼骨状畴逐渐变为弥散的畴结构形态,畴结构的变化对材料的性能产生很大影响。介电温谱表明,随x增大居里温度逐渐降低,x≥0.3时材料表现出弛豫铁电体的性质,x=0.3时室温介电常数达到最大值3050。x=0.2时材料表现出优良的介电、压电和铁电性能,压电系数取最大值485pC/N,剩余极化强度达最大值37μC/cm2,居里温度对应的介电常数达最大值22000。综上所述,该体系材料的准同型相界位于0.2～0.3。     

Diffuse transition and piezoelectric properties of Pb[(Zr1−xTix)0.74(Mg1/3Nb2/3)0.20(Zn1/3Nb2/3)0.06]O3 Ceramics

In this work, the piezoelectric ceramic system of Pb[(Zr_1−xTi_x)_0.74(Mg_1/3Nb_2/3)_0.20(Zn_1/3Nb_2/3)_0.06]O₃, 0.47≤x≤0.57, with composition close to the morphotropic phase boundary, was studied. From the results of X-ray diffraction and piezoelectric measurement, ceramics near x=0.51 were found at the morphotropic phase boundary (MPB) between the tetragonal and pseudocubic perovskite. The planar coupling factor (k_p=0.72) is high at compositions near the MPB, but the mechanical quality factor (Q_m=75) is low. The calculation of the diffuseness of phase transition shows that the region of phase coexistence of this system is broader than that of the ternary system.     

三元陶瓷Pb(In1/2Nb1/2)O3-Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PbTiO3准同型相界附近组分的介电、铁电和压电性能

铅基复合钙钛矿铁电材料广泛应用于机电传感器、致动器和换能器。二元铁电固溶体Pb(Ni_1/3Nb_2/3)O₃- PbTiO₃(PNN-PT)由于其在准同型相界(MPB)区域具有优异的压电、介电性能而备受关注。然而较大的介电损耗和较低的居里温度限制了其在高温高功率器件方面的应用。本研究通过引入Pb(In_1/2Nb_1/2)O₃ (PIN)作为第三组元改善PNN-PT的电学性能, 提高其居里温度; 通过两步法合成了MPB区域的三元铁电陶瓷Pb(In_1/2Nb_1/2)O₃- Pb(Ni_1/3Nb_2/3)O₃-PbTiO₃ (PIN-PNN-PT), 研究了其结构、介电、铁电和压电性能。制备的所有组分陶瓷具有纯的钙钛矿结构。随着PT含量的增加, 陶瓷结构从三方相转变为四方相。通过XRD分析得到了室温下PIN-PNN-PT体系的MPB相图。体系的居里温度由于PIN的加入得到了很大的提高, 更重要的是PIN的引入降低了PNN-PT体系的介电损耗和电导。MPB处的组分展现出了优异的电学性能, 室温下, 性能最优组分为0.30PIN-0.33PNN-0.37PT: d₃₃=417 pC/N, T_C=200 ℃, ε′= 3206, tanδ=0.033, P_r=33.5 μC/cm², E_C=14.1 kV/cm。引入PNN-PT的PIN第三组元使得体系的居里温度和压电性得到提高的同时降低了的介电损耗和电导率, 因此, PIN-PNN-PT三元铁电陶瓷在高温高功率换能器等方面具备一定的应用潜力。     

Polar nanodomains and relaxor behaviour in (1 − x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3–xPbTiO3 crystals with x = 0.3–0.5

Phase transitions and dielectric properties of the (1 − x)Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃–xPbTiO₃ crystals with x = 0.3–0.5 are studied. The solid solutions in this composition range are shown to be relaxor ferroelectrics. The crystals with low x demonstrate a diffused maximum in the temperature dependences of the dielectric permittivity at T_m. T_m varies with frequency according to the Vogel–Fulcher law. The polarizing microscopy investigations reveal a first-order phase transition from the relaxor phase to the low-temperature ferroelectric phase at T_C, which is several degrees below T_m. The permittivity peak in the crystals with x = 0.5 is sharp, and T_m is equal to T_C and does not depend on frequency, as is typical of the transition from a ferroelectric to an ordinary paraelectric phase. Nevertheless, the relaxor, but not the paraelectric, phase is observed at T > T_m. This conclusion is confirmed by the observation of the temperature behaviour of complex dielectric permittivity at T > T_m, which is typical of relaxors and related to the existence of polar nanodomains.     

(Ba0.85Ca0.15)(Ti0.9Zr0.1-xSnx)O3无铅压电陶瓷的相结构与压电性能

钙锆共掺钛酸钡陶瓷(BCZT)具有优异的介电性能和压电性能, 是一类具有发展潜力的无铅压电陶瓷, 但其压电性能仍无法与铅基陶瓷媲美。为提高压电性能, 本研究对陶瓷材料进行Sn元素掺杂改性((Ba_0.85Ca_0.15)- (Ti_0.9Zr_0.1-xSn_x)O₃, x=0.02~0.07))。晶体结构分析证实所有组分的陶瓷无杂相, 处于正交相与四方相两相共存状态, 并具有较大的c/a; 显微结构分析发现所有陶瓷都很致密, 且平均晶粒尺寸随着Sn含量的增加而增大。当x=0.04时, 陶瓷最致密, 且室温处于准同型相界附近, 因此拥有最佳的电学性能: d₃₃=590 pC•N ^-1, k_p=52.2%, tanδ=0.016, ε ^T₃₃=5372, d ^*₃₃=734 pm•V ^-1, IR=57.8 GΩ•cm。本研究表明: Sn掺杂的BCZT基无铅压电陶瓷具有优异的压电性能, 有望在换能器、机电传感器和驱动器等方面得到应用。