Y_2O_3掺杂对BCZT无铅压电陶瓷性能影响

采用传统氧化粉末固相反应法制备出了稀土氧化钇Y_2O_3掺杂(Ba_(0.85)Ca_(0.15))(Ti_(0.9)Zr_(0.1))O_3[简称BCZT-xY]无铅压电陶瓷。通过X射线衍射仪(XRD)及扫描电镜(SEM)研究了不同Y_2O_3掺杂量(x=0.2%~0.8%,质量分数)对BCZT的相结构、显微组织的影响。结果表明,适量掺杂BCZT陶瓷均可获得单一的钙钛矿结构陶瓷,当x为0.6%时获得样品的衍射强度较大;所制陶瓷的电学性能随着Y_2O_3掺杂量的变化显著变化,在烧结温度为1 480℃时,当Y_2O_3掺杂量x为0.2%时,陶瓷电学性能最优,在1 k Hz频率下室温测得各项参数为:压电常数d_(33)=208 pC/N,介电损耗tanδ=0.0182,相对介电常数ε_r=5 172.97。适量Y_2O_3掺杂能够改善BCZT压电陶瓷的电学性能。     

Nd_2O_3掺杂对BCZT无铅压电陶瓷性能和结构的影响

采用固相法,研究了不同Nd_2O_3掺杂量对(Ba_(0.85)Ca_(0.15))(Ti_(0.9)Zr_(0.1))O_3(BCZT)无铅压电陶瓷的物相组成、显微结构及介电性能和压电性能的影响。结果表明:Nd_2O_3掺杂的BCZT陶瓷的主晶相为单一的钙钛矿结构相,并没有明显的第二相。随着Nd_2O_3掺杂量的增大,BCZT陶瓷的压电常数(d_(33))、机电耦合系数(K_P)和介电损耗(tanδ)先增大然后减小,BCZT陶瓷的相对介电常数(ε_r)和体积密度(ρ)先减小然后增大。当Nd_2O_3的质量分数为0.2%时,在1 420℃烧结的BCZT无铅压电陶瓷综合性能较好:d_(33)为228 pC/N,K_P为38.9%,ε_r为2 846,tanδ为0.018,ρ为4.805 g/cm~3。     

BT-BKT无铅压电陶瓷的性能研究

通过在BaTiO3(BT)中加入不同含量的Bi0.5K0.5TiO3(BKT),研究了(1–x)BT-xBKT系无铅压电陶瓷的性能特征。经1200℃空气气氛2～4h烧结的陶瓷形成了钙钛矿结构固溶体单一相。陶瓷的介电、压电、铁电性质受BKT含量的影响显著。随着BKT的加入,陶瓷表现出一定的弛豫型铁电体特征。当x为0.20时,陶瓷具有较小的tanδ,并且介电性能稳定。tC及EC随BKT添加量的增加而增大。当x为0.20时,陶瓷的tC达182℃,d33达到63pC/N;x为0.10时,Pr达最大值9.4×10–6C/cm2。     

Sn-Ge改性BCZT无铅压电陶瓷的结构与性能

采用传统的固相反应法将Sn、Ge以不同质量比掺入(Ba_0.85Ca_0.15)(Zr_0.09Ti_0.91-_2xSn_xGe_x)O₃(x为质量比)无铅压电陶瓷中,研究其相结构、微观组织、介电性能和压电性能的影响。结果表明,Sn、Ge掺入晶体内部后仍为单一的钙钛矿结构,没有明显的第二相产生,但掺杂引起了晶体内部晶格的变化。随着Sn、Ge掺杂量的逐渐增加,其压电常数和机电耦合系数呈现先增大后减小的趋势。当Sn、Ge的掺杂量x-=0.032时,该体系的居里温度最高(为122 ℃)。     

无铅无铋高性能压电陶瓷

本文分析了铌酸盐作为无铅无铋压电陶瓷的原因,采用适合工业生产的传统电子陶瓷工艺,制备出压电性能和居里温度都高的(Na0.5K0.5)1-x(LiSb)xNb1-xO3.其中(Na0.5K0.5)1-x(LiSb)0.052Nb0.948O3压电常数d33=286pC/N,平面机电耦合系数kp＞=0.51,损耗tan居里温度c=385℃.这些参数表明,该压电陶瓷具有很好的应用前景.     

无铅压电陶瓷BNKT-BiGaO3的研究

采用传统陶瓷制备方法制备了一种新型无铅压电陶瓷(1-x)Bi0.5(Na0.82K0.18)015TiO3-xBiGaO3(BNKT-BGx),研究了Bi基铁电体BiGaO3对BNKT陶瓷微观结构和压电介电性能的影响.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,陶瓷晶粒尺寸随x的增加而增加.压电性能随x的增加先增加后减少,在x=0.01时压电常数及机电耦合系数达到最大值(d33=165 pC/N,kp=0.34).介电温谱显示该陶瓷具有2个介电反常峰,介电常数在低温反常峰附近具有明显的频率依赖性.     

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.     

LiSbO3掺杂NBT-KBT无铅压电陶瓷的研究

采用固相法制备了LiSbO3掺杂0.8(Na0.5 Bi0.5) TiO3-0.2(K0.5Bi0.5)TiO3(简称NBT-KBT-LS)无铅压电陶瓷,研究了LS的不同摩尔分数掺杂(0≤x≤1.50％)对样品的显微结构及电性能的影响.结果表明,所制备的NBT-KBT-LS陶瓷样品均为单一的钙钛矿结构,LS的掺入促进了晶粒的长大,但由于Bi3+与Na+的挥发,导致块状晶粒的出现.掺杂一定量的LS,陶瓷的压电常数d33、机电耦合系数kp、机械品质因子Qm、剩余极化强度Pr与矫顽场Ec均增大,表现出“软硬双性”的掺杂作用.当x=0.75％时,材料的性能最佳:d33=154 pC/N,kp=0.268,Qm =107.     

铌酸钾钠无铅压电陶瓷性能的研究

为制备具有良好压电特性的环境友好型无铅压电陶瓷,采用固相合成法合成了铌酸钾钠(KNN)无铅压电陶瓷粉体,以常压烧结法烧结了陶瓷,研究了不同粉体的烧结特性,并研究了陶瓷粉体的成分、烧结温度、极化电压对陶瓷压电性能的影响.利用XRD测定了陶瓷粉体的晶相组成,并用SEM观察了所烧结陶瓷的微观结构.XRD结果表明用固相法合成了KNN无铅压电粉体,实验表明钾的含量降低了陶瓷粉体的烧结性,钾钠含量约为1:1时具有较大的压电性,极化电压为2 000 V/mm有较好的极化效果.     

BNKT-NN无铅压电陶瓷的制备及性能研究

采用固相反应方法制备(1-x)Bi0.5(Na0.82K0.18)0.5TiO3-xNaNbO3((1-x)BNKT-xNN)无铅压电陶瓷。该文研究了该体系陶瓷的组成变化对压电陶瓷的相组成、显微结构及电性能的影响。热分析确定出该体系陶瓷的合成温度为900℃。X线衍射(XRD)表明,900℃预烧温度下,合成粉体为典型的钙钛矿结构,且具有铁电正交相结构。扫描电镜(SEM)表明,在1 200℃烧结温度下,随着NaNbO3含量x越高,晶粒尺寸增加。x=0.02时,陶瓷的电性能最佳:相对介电常数εT33/ε0=1 400,介电损耗tanδ=0.05,压电常数d33=138pC/N,机电耦合系数kp=0.40。     

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。     

铌酸钠钾基无铅压电陶瓷的相结构与压电性能

采用传统固相反应合成法制备了结构致密的(1-x)Na0.5K0.5NbO3-xLiTaO3(KNNT)无铅压电陶瓷,研究了LiTaO3对Na0.5K0.5NbO3材料晶体结构和压电性能的影响。结果表明,随着LiTaO3含量的增加,材料的钙钛矿结构由斜方相向四方相转变,KNNT材料的准同型相界位于0.04 mol相似文献   

高性能铌酸钾钠无铅压电陶瓷研制

用常规氧化物固溶方法制备了无铅压电铌酸盐((Na0.5K0.5)1-xLixSbyNb1-yO3)陶瓷。实验结果表明,Li+和Sb5+的引入提高了陶瓷的压电性能。在一定配比范围内(Li和Sb在10%摩尔分数以内),材料为斜方、四方相共存的钙钛矿结构,材料的压电常数d33在270 pC/N以上,机电耦合系数kp、kt、k33分别达到49×10–2、43×10–2、64×10–2。介质损耗tgδ小于2.0×10_2,居里温度tC高达375℃。     

LiNbO3改性KNN基无铅压电陶瓷的制备和性能

采用传统陶瓷工艺和电子陶瓷公司在工业生产中使用的原料,制备了LiNbO3改性的K0.5Na0.5NbO3基无铅压电陶瓷(KNN xLN,x=0~10%(摩尔分数)),并研究了陶瓷的晶相、显微结构和电性能。当x≤4%时,陶瓷为单一的正交钙钛矿结构;当x≥6%时,出现了四方钨青铜结构的K3Li2Nb5O15第二相。介电常数-温度曲线表明,随着LiNbO3含量的增加,陶瓷的正交→四方结构的相变温度TO-T向低温方向移动,而四方→立方结构的居里温度TC向高温方向移动。当x=4%时,陶瓷具有较好的性能:相对密度达98%,压电常数d33=116 pC/N,机电耦合系数kp=40.6%,剩余极化强度Pr=21.0μC/cm2,矫顽场Ec=0.96 kV/mm,TC=452℃。该体系陶瓷具有较高的TC(420~495℃)和较大的kp,是一种应用前景良好的高温压电铁电材料。     

关于无铅压电陶瓷及其应用的几个问题

综合分析无铅压电陶瓷在压电陶瓷材料中的地位,指出要想让无铅压电陶瓷完全取代铅基压电陶瓷在现阶段是不可能的,但对大量的压电中端应用和低端应用,无铅压电陶瓷材料与器件大有用武之地;给出了目前无铅压电陶瓷研究的主要体系,包括BaTiO3基无铅压电陶瓷、Bi1/2Na1/2TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷和铌酸盐系无铅压电陶瓷;分析了当前无铅压电陶瓷研究开发应注意的问题,并对今后研究开发的相关方向,如提高机电耦合系数(k)、压电常数(d)和机械品质因数(Qm)等,提出了一些建议。     

NBT-KBT-BT三元系无铅压电陶瓷的研究

借助NBT-KBT-BT相图,确定该系无铅压电陶瓷准同型相界的范围,用数学式z[(1-x)NBT-xBT]-(1-z)[(1-y)NBT-yKBT]概括该范围内的陶瓷组成。采用传统工艺制备无铅压电陶瓷,利用正交试验设计对x、y、z及预烧温度优化,890℃预烧,得到压电常数d33=144 pC/N、介电损耗tanδ=4.0%、介电常数rε=1 058的0.85NBT-0.144KBT-0.006BT压电陶瓷。XRD分析表明,所研究的组成均能形成钙钛矿结构,随着预烧温度的提高,杂峰减弱,至870℃杂峰逐渐消失。SEM分析表明,压电性能高的样品具有规则的几何外形,晶界明显,晶粒尺寸均匀且排列致密,表面没有空洞。压电性能差的样品晶粒尺寸不均匀,有异常长大的晶粒。     

无铅压电陶瓷的器件应用分析

随着社会可持续发展战略的实施和人们环保意识的加强,无铅压电陶瓷及其器件应用已成为当前铁电压电材料及其应用研究的热点之一。该文通过对近期铋层状结构和Bi1/2Na1/2TiO3基无铅压电陶瓷,以及研发的无铅压电陶瓷的相关压电参数的分析,对照传统PZT基压电陶瓷的器件应用,分析了无铅压电陶瓷相关性能参数对器件应用的影响。     

无铅压电陶瓷研究的新进展

综述了近年来国内外无铅压电陶瓷材料方面的研究进展。主要介绍了钛酸钡基、铌酸盐系、含铋层状结构以及含铋钙钛矿型无铅压电陶瓷体系中所开展的研究工作。同时对近年来无铅压电陶瓷在粉体制备以及晶粒定向新工艺方面的进展也进行了简要的评述。