Sb掺杂K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3无铅压电陶瓷相结构和电学性能的研究

采用传统固相烧结法,在1060℃制备(K_(0.5)Na_(0.5)Nb_(1-x)Sb_xO_3(KNNS,x=0、0.01、0.02、0.03和0.04)无铅压电陶瓷,研究了Sb掺杂对KNN陶瓷物相结构、微观形貌和电学性能的影响。研究结果表明:Sb可以取代钙钛矿结构中B位的Nb位置,Sb取代Nb的最大量为0.03≤x≤0.04,当x=0.04时产生杂相;通过XRD图谱分析表明,x=0时陶瓷为单一的正交相结构,0.02≤x≤0.03时为正交-四方相共存,x=0.04时转变为三方相结构。Sb的掺杂具有细化晶粒的作用,随着Sb含量的增加,晶粒平均尺寸减小,晶粒大小变得均匀,介电性能增强。

CeO_2掺杂对Pb_(0.92)Sr_(0.06)Ba_(0.02)(Sb_(2/3)Mn_(1/3))_(0.05)Zr_(0.48)Ti_(0.47)O_3基压电陶瓷相结构及性能的影响

采用传统固相烧结法制备Pb_(0.92)Sr_(0.06)Ba_(0.02)(Sb_(2/3)Mn_(1/3))_(0.05)Zr_(0.48)Ti_(0.47)O_3∶xCeO_2(简称PSBSM-PZT)压电陶瓷样品。研究不同CeO_2掺杂含量对PSBSM-PZT基陶瓷样品的物相结构、微观形貌、压电及介电性能的影响。结果表明:当CeO_2掺杂量x≤0.5%(质量分数,下同)时,陶瓷样品均为纯的钙钛矿结构。随着CeO_2掺杂含量的增加,陶瓷样品中四方相结构逐渐向三方相结构转变。随着CeO_2掺杂含量的进一步增加,陶瓷中出现焦绿石相,虽然陶瓷中已经出现焦绿石相,但是样品仍没有完全转变为三方相陶瓷;CeO_2掺杂具有细化晶粒的作用,当x=0.25%时样品晶粒晶界清晰,晶粒之间的结合相对致密,晶界处气孔率低,陶瓷断裂方式以沿晶断裂为主;当x=0.25%时,陶瓷样品获得最佳的压电与介电性能:d_(33)=346pC/N,k_p=0.60,Q_m=1396,ε_r=1309,tanδ=0.474%。

Pb_(0.92)Sr_(0.08-x)Ba_x(Sb_(2/3)Mn_(1/3))_(0.05)Zr_(0.48)Ti_(0.47)O_3的制备与性能研究

采用传统固相烧结法制备了Pb0.92Sr0.08-xBax（Sb2/3Mn1/3）0.05Zr0.48Ti0.47O3（PSBSM-PZT）压电陶瓷样品。研究了不同Sr2＋、Ba2＋掺杂含量对样品的相结构、微观形貌、压电和介电性能的影响。结果显示：所有样品均为钙钛矿结构。而当x=0.02-0.06时,陶瓷样品组分位于准同型相界区（MPB）。由于位于准同型相界区域的陶瓷样品对于电畴的转向具有促进作用,所以处于MPB区域的陶瓷样品具有较大的压电和介电性能,但同时由于电畴转向带来的较大内摩擦和结构损耗,从而提高了材料的机械损耗和介电损耗。当x=0.02时的陶瓷样品获得最佳的综合性能：d33=346 pC/N,kp=0.58,Qm=1217,εr=1724,tanδ=0.774%。

CeO_2掺杂KNN-LiNbO_3无铅压电陶瓷的压电与介电性能研究

采用传统固相烧结法制备了0. 98K_(0. 5)Na_(0. 5)NbO_3-0. 02 Li NbO_3-x CeO_2(0.98KNN-0.02LN+x CeO_2)无铅压电陶瓷。研究了不同CeO_2掺杂含量(x=0、0.01、0.02、0.03、0.04)对0.98KNN-0.02LN陶瓷显微结构和电学性能的影响。研究结果表明:当CeO_2掺杂含量从x=0.00到x=0.01和从x=0.02到x=0.03时,样品出现了正交-四方相转变。当x=0.00和x=0.02时,样品都处于正交与四方两相共存状态。CeO_2少量掺杂时Ce4+完全进入晶格,表现为"受主"掺杂的特性;而大量CeO_2掺杂时,有杂相的生成,主要起到烧结助剂的作用。样品在1080℃下烧结,当掺杂含量为x=0.02时取得最佳的综合性能:d33=104 p C/N,Qm=2201,kp=0.24423,εr=804.2,tanδ=8.748%。

烧结温度和升温速率对Pb(Sb1/3Mn2/3)0.05Zr0.47Ti0.48O3压电陶瓷性能的影响

采用传统固相法制备了Pb(Sb_(1/3)Mn_(2/3))_(0.05)Zr_(0.47)Ti_(0.48)O_3(PMS-PZT)压电陶瓷。利用XRD、SEM和EDS等研究PMS-PZT陶瓷体系在烧结过程中形成的过渡液相和形成过渡液相温度(1100℃)附近的升温速率对陶瓷结构、压电和介电性能的影响。结果表明:不同烧结温度下,所有样品均为单一的钙钛矿四方相,过渡液相不会对相的结构有影响,但是当烧结温度较低时,过渡液相在烧结后期以玻璃相在晶界附近富集,对陶瓷的压电和介电性能有很大影响。随着烧结温度和升温速率的升高,PMS-PZT晶粒尺寸增大,晶粒均匀性和规则性得以改善,晶化质量得到提高;d33测试和阻抗分析测试结果表明PMS-PZT样品在1100℃附近以7℃·min-1升温速率并在1250℃烧结时具有最好的压电和介电性能:d33=313 C/N,kp=0.59,Qm=1481,εr=1437,tanδ=0.53%。

Sr、Mn离子掺杂PMS-PZT压电陶瓷相组成与性能研究

针对聚焦超声换能器用压电陶瓷,采用传统的固相法制备Pb_(1. 04)(Mn_(1/3)Sb_(2/3))_(0. 05)Zr_(0. 47)Ti_(0. 48)O_3+x%SrCO_3+y%MnO_2(x+y=0. 3)(PMS-PZT)三元系压电陶瓷。使用正交实验分析方法研究添加不同比例的Sr、Mn离子后PMS-PZT压电陶瓷电学性能的变化。讨论了在准同型相界(MPB)随着掺杂元素相对含量的改变对压电陶瓷的相对介电常数εr、机电耦合系数k_p、机械品质因数Q_m和压电常数d_(33)的影响。通过研究发现:在900℃煅烧,1180℃烧结保温2 h,当x=0. 15时,三方相和四方相共存且三方度最大,得到综合性能优良的压电陶瓷材料:密度ρ=7. 84 g/cm^3、压电常数d_(33)=336 p C/N、机械品质因数Q_m=1889、机电耦合系数k_p=0. 63、相对介电常数ε_r=1479,采用此工艺制备的压电陶瓷完全满足高强度超声换能器用的压电材料。

超细粉煤灰对水泥基灌浆料性能的影响

流动性好、强度高是水泥基灌浆料性能的基本指标,超细粉煤灰本身的特点是球形,粒径小且分布窄,耐高温,具有早强、减水、降粘、助流等优势,不同于一般的粉煤灰。本文研究了超细粉煤灰在水泥基灌浆料中的应用情况,结果表明,超细粉煤灰的加入对其流动度、强度都有显著的提高作用,同时也可以大大地降低减水剂的掺量,在用水量不变的情况下加入2%的超细粉煤灰流动度可以提高30mm,同时24h抗压强度提高110%,减水剂的掺量也从1.7%降低到1.4%。