改性偏铌酸铅高温压电陶瓷材料的研究

偏铌酸铅是一种性能很有特色却又制备困难的高温压电陶瓷材料，而采用少量Ｍｅ２＋置换和微量稀有元素氧化物添杂方法，获得了压电性能和工艺性能均十分优良的改性偏铌酸铅高温压电陶瓷材料．并以热力学熵稳定原理，定性地解释了少量置换与微量添杂对稳定铁电相的作用．同时也对这种压电陶瓷材料的高温压电特性和高温下的应用进行了研究与试验，结果表明，这种材料是一种可以在４００℃下应用的高温压电陶瓷材料．

改性偏铌酸铅压电陶瓷高温特性及应用

文章分析了ＰＮＣ—３型改性偏铌酸铅压电陶瓷的高温特性，并就其可能的应用进行了试验．ＰＮＣ－３型陶瓷具有高居里温度（５６２℃）和低Ｑｍ特性，有强耦合系数和大的Ｋｔ／Ｋｐ比值．已成功地制成耐高温抗辐射的ＡＥ传感器和宽频带换能器等器件，并将其高温性能与美国Ｄ９２１５型高温ＡＥ传感器进行了比较．

工艺条件对改性偏铌酸铅压电陶瓷性能的影响

众所周知 ,压电陶瓷材料的机电性能随不同的工艺条件而变化。论文研究了工艺条件对偏铌酸铅压电陶瓷材料的影响 ,认为选择合理的工艺参数是很重要 。

偏铌酸铅压电陶瓷材料老化问题的探讨

对偏铌酸铅压电陶瓷的老化性能作了一些探讨 ,实验表明 ,掺杂改性后的偏铌酸铅显微结构发生了变化 ,晶界处有杂质分凝使得该材料老化性能好。

偏铌酸铅陶瓷低频内耗的研究

用低频倒置扭摆对改性偏铌酸铅铁电陶瓷的内耗进行了研究．在新加工的样品中发现了六个内耗峰，分别位于７０℃（Ｐ１峰）、 ９０℃（Ｐ２峰）、２００℃（Ｐ３峰）、２６０℃（Ｐ４峰）、４３０℃（Ｐ５峰）和５１０℃（Ｐ６峰）处．对引起Ｐ３、Ｐ１、Ｐ２和Ｐ４峰的物理机制进行了详细探讨．分析结果表明，Ｐ３峰的本质是一定化的 Ｄｅｂｙｅ弛豫内耗峰。相应的激活能和指前因子分别为１．０１４Ｖ和 ２．４×１０－１４ｓ．它源于氧空位与畴壁的相互作用． Ｐ１、 Ｐ２和 Ｐ４峰与试样的切割加工密切相关，可归结为点缺陷与位错的交互作用．

偏铌酸铅的制备及介电性能研究

以分析纯PbO和Nb2O5为原料,采用两种不同的烧成工艺(自然冷却和快速冷却)制备了偏铌酸铅,并对其物相、孔隙率和介电性能进行了研究。结果表明:自然冷却可得到菱方相的偏铌酸铅,而快速冷却得到的是主晶相为斜方相的偏铌酸铅;自然冷却时的优化烧成温度是1240℃,此时得到的菱方偏铌酸铅的孔隙率最小(14.03%),相对介电常数值最大(71.97);快冷获得的斜方偏铌酸铅的相对介电常数值(均值为216)大约是菱方偏铌酸铅(均值为63)的3.4倍。

改性偏铌酸铅的压电性测量方法研究

本文探讨了具有低 Q_m、高各向异、高居里温度、能制成大尺寸的改性 PbNb_2O_(?)压电陶瓷的电参数及力学参数的测量和计算方法。藉助于导纳圆、电容圆、差分变压器及矢量分解等方法对这类低 Q_m 压电陶瓷的(?)、k_p、Q_m、σ及 T_c 进行了测量。给出了该类材料的 k_(?)≈0.36、k_p=0.06～0.08、Q_m≈10、0,13≤σ≤0,16、T_c≈550℃等参数。

偏铌酸铅压电陶瓷及其超声无损检测应用

偏铌酸铅是一种重要的钨青铜结构高居里温度功能陶瓷,在高温领域具有很大的应用前景,但其存在压电活性低,难以烧结等问题,这些问题限制了该陶瓷的应用。元素掺杂取代是改性偏铌酸铅陶瓷的研究热点。综述了偏铌酸铅陶瓷的特点以及部分改性后的陶瓷在超声无损检测等领域的应用前景,对用偏铌酸铅陶瓷制作换能器的研究工作具有一定的借鉴意义。

氧化锰对偏铌酸铅压电陶瓷性能的影响

本文研究了掺入适量的MnO_2对偏铌酸铅压电陶瓷的影响。实验结果表明,随着MnO_2掺入量的改变,材料的Kt和Qm都发生了变化,当掺入量为0.3Wt％时,Kt达最大,Qm最小,且材料的显微结构也较好。

添加剂对偏铌酸铅压电陶瓷烧结性能的影响

纯偏铌酸铅压电陶瓷虽然具有一系列的优良性能 ,但难以烧结 ,从而限制了它的应用 ,通过对纯偏铌酸铅的掺杂改性 ,使得该材料具有良好的烧结性能及机电性能。通过X射线结构分析和扫描电镜。

CaTiO3对Pb0.95Ba0.05Nb2O6压电陶瓷性能的影响

采用标准电子陶瓷工艺制备了(1-x)Pb0.95Ba0.05Nb2O6-xCa0.5TiO3(x=0.01,0.02,0.03,0.04)高温压电陶瓷,研究了CaTiO3对Pb0.95Ba0.05Nb2O6陶瓷的显微组织、相结构,介电和压电性能的影响,得到了CaTiO3掺杂量与Pb0.95Ba0.05Nb2O6陶瓷性能之间的关系。X射线衍射(XRD)分析表明,CaTiO3的加入使Pb0.95Ba0.05Nb2O6很容易形成正交铁电相,而且相同方法制备纯的PbNb2O6是菱方非铁电相钨青铜结构,随着CaTiO3含量的增加,晶胞体积减小。介电温谱测试表明该改性材料具有高居里温度(Tc>550℃)。测试了不同组成陶瓷的压电性能及其热稳定性,当CaTiO3的掺入量x=0.03时,得到压电常数达到d33=69pC/N、平面机电耦合系数Kp=0.30、机械品质因子Qm=27.8、居里温度Tc=570℃的陶瓷样品,该组成具有优异的热稳定性,适合于高温(500℃)环境下使用。

Ca对(Pb_(1-x)Ca_x)_(1.05)(Nb_(0.95)Ti_(0.05))_2O_6陶瓷性能的影响

采用传统电子陶瓷工艺制备了(Pb1-xCax)1.05(Nb0.95Ti0.05)2O6(x=0、0.045、0.055、0.065)高温压电陶瓷,研究了Ca和Ti对陶瓷的显微组织、相结构、介电及压电性能的影响,得到了Ca取代量与(Pb1-xCax)1.05(Nb0.95Ti0.05)2O6陶瓷性能间的关系。X-射线衍射(XRD)分析表明,Ca和Ti的双位取代均形成正交铁电相,而相同方法制备纯的PbNb2O6,只能得到菱方非铁电相钨青铜结构,随着Ca的摩尔分数增加,晶胞体积减小。介电温谱测试表明该改性材料具有高居里温度(TC>530℃)。当x(Ca)=0.055时,得到压电常数d33=86pC/N、平面机电耦合系数kp=0.32、机械品质因数Qm=31.9、TC=536℃的陶瓷样品,材料可在高温(500℃)环境下使用。

高Curie温度(1-2x)PbNb_2O_(6)-xSrTiO_(3)-xTiO_2压电陶瓷

采用传统电子陶瓷的制备方法制备了(1-2x)PbNb2O6-xSrTiO3-xTiO2(x=0.005～0.025)高Curie温度(θC)压电陶瓷。X射线衍射分析表明:所有样品在1250℃保温2h烧结均形成铁电性的斜方钨青铜型结构(tungsten bronze structure,TB)。相对介电常数-温度(εr-θ)曲线表明:该体系具有高的θC(500～560℃)。测试了不同掺杂量对陶瓷介电和压电性能的影响,发现材料的θC、压电常数(d33)和机电耦合系数(kp)随着x值的增加先增加后降低。当x=0.02时,陶瓷的d33达到最大值,为83pC/N,θC为550℃,kp达33.4%,材料的介电常数ε3θ3/ε0为217,为组成的最优配方。

B_2O_3掺杂对Pb_(0.925)Ba_(0.075)Nb_2O_6压电陶瓷结构和电学性能的影响

采用传统的电子陶瓷制备方法,以氧化硼(B2O3)为掺杂剂,制备了Pb0.925Ba0.075Nb2O6-0.5wt.%TiO2-xwt.%B2O3(PBNT-xB)(x=0、0.02、0.04、0.06、0.08)压电陶瓷。详细研究了B3+离子掺杂对偏铌酸铅(PbNb2O6)基陶瓷的晶格结构、显微结构、介电及压电性能的影响。结果表明,适量B2O3有助于提高陶瓷的致密度,陶瓷的晶粒尺寸和晶格参数随着B2O3掺杂量的不同而改变。B2O3的掺杂量为x=0.04且在1 260℃烧结的陶瓷表现出优异的介电及压电性能。

前驱粉粒径对(Pb_(0.945)Bi_(0.027)La_(0.01))(Nb_(0.95)Ti_(0.0625))_2O_6压电陶瓷结构和电学性能的影响

在固相法制备陶瓷试样的过程中分别采用高能振动球磨法（I类试样）和普通行星式球磨法（II类试样）制备得到具有不同平均粒径的前驱粉体,研究了前驱粉体粒度对该陶瓷的预烧性能、烧结性能、相结构、显微结构、介电和压电性能的影响。高能振动球磨法获得的前驱粉体在725℃预烧即可得到纯三方相,而采用普通行星式球磨法获得的前驱粉体在900℃预烧才能得到纯三方相。Ⅰ类试样获得纯正交铁电相的烧结温度为1 170-1 185℃,而Ⅱ类试样获得纯正交铁电相的烧结温度为1 180-1 190℃。Ⅰ类试样的晶粒各向异性显著降低。两类陶瓷的介电性能差异并不显著,在室温至400℃温度范围内陶瓷的介电常数均没有明显改变。在1 180℃烧结的Ⅱ类陶瓷试样具有较大的压电常数（d33=87pC/N）,而Ⅰ类陶瓷试样的压电常数略低。

退火对Pb_(0.925)Ba_(0.075)Nb_2O_6-0.5wt.%TiO_2压电陶瓷结构及电学性能的影响

采用传统固相法制备了Pb0.925Ba0.075Nb2O6-0.5wt.%TiO2(PBN-T)压电陶瓷,并详细研究了退火对PBN-T陶瓷的结构、介电及压电性能的影响规律。实验中选取退火温度为500~800℃,退火时间为12~168h,退火气氛为空气中无额外Pb2+源、空气中含额外Pb2+源及氮气中含额外Pb2+源。结果表明:陶瓷的电学性能与退火参数密切相关,在600℃、氮气中含额外Pb2+源气氛下退火73h的陶瓷试样具有较佳性能,其居里温度为523℃,室温下压电常数为85pC/N,极化试样经500℃热处理后仍具有较高的压电常数82pC/N。

PbO添加量对Pb_(0.925)Ba_(0.075)Nb_2O_6压电陶瓷结构和电学性能的影响

为制备具有高密度、单一正交铁电相及优异压电性能的PbNb_2O_6基压电陶瓷,研究了在1 250℃预烧的正交相粉体中添加不同质量分数的PbO对陶瓷的晶体结构、微观形貌、介电及压电性能的影响。结果发现,随着PbO添加量的增加,陶瓷的微观形貌发生明显改善,晶粒由棒状逐渐变为等轴状。当PbO的添加量为4%(质量分数)时,得到的陶瓷性能最优,晶粒尺寸更加均匀,晶粒间结合紧密,相对密度≥94%,平均晶粒尺寸为9.9μm,居里温度Tc为539℃,压电常数d33达到62pC/N。