一步法合成的2.0%Sm-0.25Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.75Pb(Zr1-xTix)O3压电陶瓷的压电性能

通常采用两步合成法制备铌镁酸铅-锆钛酸铅(Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-Pb(Zr, Ti)O₃,PMN-PZT)压电陶瓷,即先合成MgNb₂O₆前驱体。工业生产中,两步法生产效率相对较低,成本高,并影响产品性能的一致性。本工作通过高效及低成本的一步合成法,研制了高致密度和高压电性能的2.0%(摩尔分数,下同)Sm-0.25Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-0.75Pb(Zr_1-xTi_x)O₃(Sm-PMN-PZT)压电陶瓷。在x=0.52～0.53范围内,构建了三方相、四方相(R-T)共存的准同型相界(MPBs);Sm³⁺的引入增强了局域结构异质性,外电场下铁电相变的势垒较低,即自由能曲线的曲率最小,压电性能得到优化。当x=0.525时,陶瓷具有最优的综合电学性能,压电系数d₃₃     

Sm掺杂Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PZT压电陶瓷的研究

本文通过一步反应合成法制备了铌镁-锆钛酸铅(Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-Pb(Zr,Ti)O₃,PMN-PZT)压电陶瓷,研究了稀土元素钐(Sm)掺杂对PMN-PZT(x%(摩尔分数)Sm-PMN-PZT)结构与电学性能的影响规律,得到了具有高压电性、高机电耦合系数和高居里温度的压电陶瓷。当x=2.0时,压电常数d₃₃=611 pC/N,机电耦合系数k_p=0.68,介电损耗tan δ=1.65%,相对介电常数ε_r=2 650,居里温度T_C=283 ℃。测试压电陶瓷电致应变性能,在3 kV/mm下单极电致应变达到0.20%,显示出其大应变材料的特征。结果表明,Sm掺杂PMN-PZT压电陶瓷具有优异的综合电学性能,有望在换能器、传感器以及致动器等领域广泛应用。     

CaZrO3改性KNN基无铅压电陶瓷结构与电学性能研究

通过固相反应法制备(1-x)(K0.48Na0.52)0.96Li0.04(Nb0.96Sb0.04) O3-xCaZrO3(KNN-xCaZrO3)无铅压电陶瓷,获得了正交-四方(O-T)多晶共存相.结果 表明:未经改性的KNN基陶瓷为正交相,CaZrO3引入后出现了四方相,体系的压电性能也得到了改善;随着CaZrO3含量的增加,四方相含量增加.在x=0.03 ～0.04范围内,O-T两相共存,并且在x=0.03时陶瓷具有优异的压电性能:d33=252 pC/N,kp=0.55.当x=0.06时,陶瓷为贋立方相结构,性能急剧恶化.CaZrO3的引入使KNN正交-四方相变温度(To-T)向室温偏移,同时也降低了居里温度(Tc),室温附近O-T相界共存,促进畴壁运动,是压电性能得以提高的根本原因.