(1-x)Bi_(0.5)(Na_(0.8)K_(0.2))_(0.5)TiO_3-xNaSbO_3无铅压电陶瓷微结构与电学性能研究

采用传统压电陶瓷工艺制备了(1-x)B i0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3-xNaSbO3无铅压电陶瓷,利用XRD、SEM等测试技术表征了陶瓷的晶相结构和表面形貌,利用一些电学仪器测试了其介电和压电性能.结果表明,该体系陶瓷具有单相钙钛矿结构,适量的NaSbO3掺杂可以提高该陶瓷的致密性.在室温下,当掺杂量为0.5%时,该体系表现出较好的压电性能:压电常数d33和机电耦合系数kp分别达到107pC/N和0.209;当掺杂量为0.7%时,εr和tanδ分别为1 551和0.05.     

PbO对Pb(Zr0.52Ti0.48)O3压电陶瓷性能的影响

采用固相反应的方法制备了Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)压电陶瓷,研究了过量PbO对Pb(Zr0.52Ti0.48)O3压电陶瓷性能的影响。通过XRD和SEM研究了PbO过量对Pb(Zr0.52Ti0.48)O3压电陶瓷的晶相结构及显微形貌的影响,研究结果表明PbO过量不会影响Pb(Zr0.52Ti0.48)O3材料的相结构(均为钙钛矿结构),但是PbO过量太多,会出现过烧现象及气孔等,PbO过量为5%mol时结晶最好。测量了样品的密度、电阻率、压电系数以及介电性能,对这些测量结果的研究表明采用850℃预烧、1 250℃终烧的烧结工艺,PbO过量为5%mol的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3压电陶瓷致密性好,密度最大,且具有良好的介电与压电性能,其压电系数最大为322 pC/N。     

(K0.5Na0.5)NbO3无铅压电陶瓷的制备及性能研究

目的制备(K0.5Na0.5)NbO3(KNN)无铅压电陶瓷并研究其结构和性能。方法采用传统固相法,用XRD,SEM等手段对KNN无铅压电陶瓷材料的相结构和显微形貌进行了表征。结果KNN压电陶瓷材料为单一的正交晶系的钙钛矿结构。对KNN无铅压电陶瓷的电性能测试表明,KNN陶瓷具有高的压电常数d33=127 pC/N,高的机电耦合系数Kp=0.41,高的温度Tc=428℃和低的介电损耗tanδ=0.028(10 kHz)的优点;KNN陶瓷存在着饱满的电滞回线,其剩余极化率Pr为18.8μC/cm2,其矫顽场Ec为9.65 kV/cm;所得的陶瓷的密度和电性能要远优于用同样制备方法和烧结方式所得的陶瓷的性能,并且也优于用等静压工艺所得的陶瓷的性能。结论KNN陶瓷是高频压电器件较理想的备选材料之一。     

Sm2O3、ZnO共掺杂Ba0.2Sr0.8TiO3陶瓷的制备及性能研究

采用固相反应法制备了ZnO、Sm2O3共掺杂Ba0.2Sn.8TiO3陶瓷样品,利用X射线衍射方法及介电谱测量方法对样品的结构和介电性能进行了测量分析,结果表明:(1)Zn2+与Sm3+进入Ba0.2Sr08TiO3晶格内,与之形成ABO3钙钛矿型固溶体;(2)介电常数弥散的P过程和弛豫的D过程随着Sm2O3含量的增大均被压低展宽,D的弛豫过程逐渐明显,在Sr2O3为0.06mol时为Debye型弛豫过程;(3) Sm2O3的掺入可降低B a0.2Sr0.8TiO3+ZnO陶瓷介电常数,增大损耗,Sm2O3为0.05mol时是样品的一个过渡组分.     

Out-of-plane and In-plane piezoelectric behaviors of [Ba(Zr0.2Ti0.8)O3]–0.5(Ba0.7Ca0.3TiO3) thin films

The piezoelectric properties of [Ba(Zr_(0.2)Ti_(0.8))O_3]–0.5(Ba_(0.7)Ca_(0.3)TiO_3)(abbreviated as BZT-0.5BCT) thin films deposited on Pt/Ti/SiO_2/Si substrates are reported in the present investigation. The effect of the distances between the target and substrate(d) on the morphology and out-of-plane piezoelectric properties was investigated.The experimental results showed that the ferroelectric domains size was dependent on the distance between the substrate and target and the ferroelectric domain growth was constrained by the grains. The samples exhibited well-defined out-of-plane butterfly loops and hysteresis loops and the one with d of 6.5 cm possessed the optimal ferroelectric properties and it exhibited good in-plane piezoelectric properties.     

(1-x)Bi_(0.5)(Na_(0.8)K_(0.2))_(0.5)TiO_3-x(Bi_(0.1)La_(0.9))FeO_3无铅压电陶瓷的微结构与电学性能的研究

采用传统固相法制备了新型(1-x)B i0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3-x(B i0.1La0.9)FeO3无铅压电陶瓷,利用XRD、SEM等测试技术表征了该陶瓷的晶体结构、表面形貌、压电和介电性能.研究结果表明,在所研究的组成范围内陶瓷材料均能形成纯的钙钛矿固溶体.压电性能随x的增加先增加后减少,在x=0.005时压电常数及机电耦合系数达到最大值(d33=149pC/N,kp=0.270).     

Na0.5Bi0.5TiO3-BaTiO3无铅压电陶瓷制备及性能

研究了不同烧结制度下的NBBT6陶瓷的致密度、介电和压电性能.870℃左右预烧,可以得到致密且压电和介电性能较好的陶瓷(d33=107 pC/N.∈r=750,tanδ为3.23%).通过相应的粒度分析可知,提高预烧温度对粒度的影响不太大,但可用于湿法制备工艺中的原材料制备,解决湿法工艺中材料易被极性水分子解离而影响材料组分的问题.加入少量的BaTiO3到NBT中形成NBT-BT的固溶体,通过对压电介电性能及XRD的分析可知.当质量分数x=0.06时.(1-x)Na0.5Bi0.5TiO3-xBaTiO3晶体结构出现由三方相到四方相的转变,此时的性能达到最大值(d33=114 pC/N,∈r=1 173.tanδ为3.4%).     

K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3-LiSbO_3-BiMnO_3无铅压电陶瓷的常压烧结与压电性能

采用传统的无压固相烧结法工艺制备微量掺杂0.2%(摩尔分数)BiMnO3(BM)的0.95K0.5Na0.5NbO3(KNN)-0.05 LiSbO3(LS)陶瓷,并研究烧结保温时间对陶瓷的结构与压电、介电性能的影响规律。研究结果表明,随烧结保温时间的延长,陶瓷的压电常数d33和机电耦合系数kp先显著升高,当保温时间为7 h时,趋于稳定,介电常数εr也随保温时间的延长而升高;机械品质因数Qm和介电损耗tanδ则一直降低。在1 100℃保温烧结9 h时,陶瓷具有最好的电性能:压电常数d33=228 pC/N,机电耦合系数kp=43%,机械品质因数Qm=55,介电损耗tanδ=0.017 8;随保温时间的延长,陶瓷的相转变温度θo-t有所降低,居里温度θc则明显升高。所有陶瓷样品在35～200℃内的介电损耗tanδ均有小于0.02。     

La2 O3掺杂对BaBi4 Ti4 O15陶瓷压电性能的影响

采用传统固相烧结工艺制备了La掺杂量分别为0,0.1,0.25,0.5 mol的BaBi4Ti4O15 (BBT) 压电陶瓷.通过SEM和XRD分析了BBT陶瓷的表面形貌和物相结构;用介电常数测试仪(LCR)和准静态d33测试仪分别测量了陶瓷的介电常数,介电损耗和压电常数.结果表明:A位La掺杂并未改变BBT陶瓷的晶体结构; 虽然随着La掺杂量的增加(从0～0.5 mol),陶瓷的烧结温度有所提高(从1120℃提高到1150℃),然而它拓宽了BBT陶瓷的烧结温区(从20℃提高到50℃),并细化了陶瓷晶粒; La掺杂量为0.1时,BBLT陶瓷的压电常数比未掺杂的陶瓷增大了将近一倍(13pC/N),同时,与其它掺杂量的BBLT陶瓷相比,该掺杂量的BBLT陶瓷具有同频率下最大的介电常数及最小的介电损耗.     

Li2CO3掺杂0.98(K0.5Na0.5)NbO3-0.02AETiO3陶瓷的介电与压电性能

采用常规电子陶瓷工艺,制备了1.0% Li2CO3掺杂的0.98(K0.5 Na0.5)NbO3-0.02AETiO3(AE=Mg、Ca、Sr和Ba)陶瓷(NKN-AET-Li).X射线衍射图谱(X-ray diffraction:XRD)显示所有样品均为钙钛矿结构,其中NKN-CaT-Li争NKN-SrT-Li陶瓷在室温下为正交-四方共存相,同时具有高的相对密度(＞96%);Li2CO3的掺杂提高了NKN-AET-Li陶瓷的居里温度(Tc≥400℃),并明显降低了其正交-四方相变温度To-t; NKN-CaT-Li和NKN-SrT-Li陶瓷室温下具有比较高的压电性能(d33=197 pC/N,243 pC/N;kp=0.32,0.34),并且其介电及压电性能在50～200℃温度范围内均表现出优良的热稳定性.     

K,Na比对KNNT陶瓷性能的影响

采用传统固相反应法制备了（KxNa1-x）（Nb0.7Ta0.3）O3 （KNNT）系列无铅压电陶瓷. 通过XRD和SEM分析方法研究了样品的结构, 晶格常数变化和微观形貌. 研究发现晶格常数在x = 0.40附近发生了不连续性变化, 微观结构随K含量的增多表现出微小的差异, 压电常数d33,平面机电耦合系数kp在x = 0.40-0.55较宽范围内发生了较小的变化. K含量为0.40时获得了压电性能最优的KNNT陶瓷, d33达到204 pC/N, 机电耦合系数kp为46%, kt为44%.     

CeO2掺杂(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3压电陶瓷的电子性能与微观结构

采用传统陶瓷工艺制备了CeO2掺杂(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3(缩写为 BNBT6)无铅压电陶瓷.研究了CeO2掺杂量(0～1.0wt%)对BNBT6陶瓷的密度、相结构、微观结构及介电与压电性能的影响.XRD表明,CeO2掺杂量在0～1.0%wt之间变化,没有改变BNBT6陶瓷纯的钙钛矿结构.SEM表明,少量的CeO2掺杂,改变了陶瓷的微观结构.介电温谱表明,随着CeO2掺杂量的增加,铁电相向反铁电相转变温度(Td)降低. 室温下,CeO2掺杂量为0.4wt%时,BNBT6陶瓷样品有很好的性能:密度为5.836g/cm3,压电常数为136pC/N,平面机电藕合系数为30.3%, 相对介电常数为891, 介电损耗为0.0185.     

无铅压电陶瓷（Sr2-xCax）2Bi4Ti5O18制备及其压电性能研究

采用固相合成法制备了铋层状无铅压电陶瓷Sr2-xCaxBi4Ti5O18(SCBT)(O≤x≤0.2).利用XRD对900℃合成出的粉体进行了表征,结果显示粉体相结构是Aurivillius结构相.通过SEM形貌分析可以看出1 160℃保温2 h烧结出的陶瓷为片状结构.研究结果表明SCBT陶瓷的居里温度、矫顽场随钙含量的增加而增加.     

Ba(Zn0.5W0.5)O3掺杂对Ba[(Zn0.2CO0.8)0.33Nb0.66]O3微波介质陶瓷的影响

用传统固相法制备了Ba(Zn0.5W0.5)O3掺杂Ba[(Zn0.2Co0.8)0.33Nb0.66]O3微波介质陶瓷,通过XRD和HP8720ES网络分析仪分别对其晶体结构和微波介电性能进行了研究.实验结果表明,少量的Ba(Zn0.5W0.5)O3可以把体系的烧结温度从1430℃降低到1380℃,促进了烧结.在烧结过程中Zn的挥发会促使掺入的Ba(Zn0.5W0.5)O3转变成BaWO4,以第二相的形式存在于陶瓷样品表面,而内部并没有明显的第二相生成.这说明烧结过程中Zn的扩散很有限.在微波介电性能方面,随着Ba(Zn0.5W0.5)O3的掺杂量的增加,Ba[(Zn0.2Co0.8)0.33Nb0.66]O3的相对介电常数(εr)略有减小,谐振频率的温度系数(Tf)略有增大,而其Q×f值则在测量误差范围内波动不大,说明掺入少量的Ba(Zn0.5W0.5)O3对Ba[(Zn0.2Co0.8)0.33Nb0.66]O3在微波频率下的品质因数影响不大.     

(Na0.5Bi0.5)TiO3基无铅压电陶瓷材料的研究进展

综述了国内外关于(Na0.5Bi0.5)TiO3(简称BNT)基无铅压电陶瓷材料的发展进程及研究现状,着重介绍了BNT基无铅压电陶瓷的制备工艺和掺杂改性,并对其发展趋势进行了展望.     

Bi0.5Na0.5TiO3无铅压电陶瓷的结构有序化控制

以片状SrTiO3晶粒作为模板,使用模板晶粒生长法(TGG)控制制备[001]取向的有序化Bi0.5Na0.5TiO3压电陶瓷,同时研究了过量Bi2O3、烧结温度以及掺MnO对Bi0.5Na0.5TiO3有序度的影响.研究结果表明,过量Bi2O3的最佳掺入量为BNT粉料质量的1%;1190℃是合适的烧结温度,在1190℃下,BNT-1试样的有序度相对较高,有序度为88.2%;MnO的加入有效地提高了试样的有序度,并且降低了试样的烧结温度,同时也使得烧结温度范围变窄.在烧结温度为1170℃下,掺质量分数为0.3% MnO的BNT-1试样的有序度为91.1%.     

BNBT改性KNN基无铅压电陶瓷的性能研究

利用固相合成法制备了(1-x)(Na0.52K0.48)NbO3-x(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3(KNN-xBNBT)无铅压电陶瓷.运用X射线衍射和扫描电子显微镜对材料的相结构和显微结构进行了分析观察,并研究了BNBT掺杂量对陶瓷压电及介电性能的影响.所有样品都显示出正交相钙钛矿结构,无杂相,平均晶粒尺寸随着BNBT掺杂量的增加先减小后变大.BNBT的掺入使样品的电学性能得到明显改善,当x为0.005时,样品的性能达到最佳:d33=123pC/N,kp=44%,tanδ=2.2%.     

CeO2掺杂KNN-LiSbO3无铅压电陶瓷的压电性能研究

利用传统固熔烧结法研究了Ce掺杂的95KNN-5LiSbO3无铅压电陶瓷（简称KNN-LS）的微观结构、压电性质、老化率和防潮性能。实验结果显示,掺杂CeO2对KNN-LS陶瓷在烧结温度、质量损耗、压电性质和微观结构有特殊的影响规律,本文从微观反应机理上对其做了解释。成功制备出高压电常数（255pC/N）、高致密度（98.1%）、低老化率和高防潮性能的无铅压电陶瓷样品,表明这是一种很有应用潜力的无铅压电材料。     

YMnO3掺杂四元系PZT-PFW-PMN压电陶瓷电性能的研究

用传统固相法制备了PbZrO3-PbTiO3-Pb(Fe2/3W1/3)O3-Pb(Mn1/3Nb2/3)O3(简称PZT-PFW-PMN)四元系压电陶瓷,通过预先合成的方法制备了YMnO3,并研究了不同含量的YMnO3对PZT-PFW-PMN陶瓷的烧结温度、压电性能、介电性能的影响,对其阻抗频谱图进行了分析.结果表明,当YMnO3的含量为0.30%时,不仅使四元系PZT-PFW-PMN的烧结温度从1 200℃降至1 020℃,而且使其具有高的压电综合性能;其电性能参数如下:d33=341 pC/N,Kp=0.574,Qm=139 3,tanδ=0.005 3,Tc=304℃,ρ=5.23×1 010Ωm,该材料可用作大功率多层压电陶瓷器件的候选材料.     

Ca掺杂Ba(Zr0.25Ti0.75)O3陶瓷介电性能的研究

采用固相反应法制备Ba1-xCax(Zr0.25Ti0.75)O3(x=0-0.5)陶瓷.常温下的XRD 方法研究表明,当x=0和x=0.1 时的陶瓷是单立方晶系.随着含Ca量的增加,固相反应法不再适用,出现了CaTiO3正交相.在-40℃-35℃的温区,用介电谱方法全面研究了Ca含量对介电性能特别是居里温度和弥散性的影响.结果显示:Ca的掺杂有效地改善Ba(zr0.25zTi0.75)O3陶瓷的弛豫性能、适当降低居里温度、减低介电损耗.