中温烧结PZN-PZT系陶瓷的压电性能研究

在多层压电器件的研制过程中，为实现压电陶瓷和Ａｇ／Ｐｄ内电极的共烧结，本文对中温１１００～１１４０℃范围烧成的ＰＺＮ－ＰＺ－ＰＴ系压电陶瓷的电性能进行了研究，结果表明，保温时间对该组成的压电介电性能有重要的影响，随保温时间的延长，ｄ３３从４２０×１０－１２Ｃ／Ｎ增加到 ５６０×１０－１２Ｃ／Ｎ， Ｔ３３从 ２１８０增加到 ２９００。

Nb改性Bi_4Ti_3O_(12)高温压电陶瓷的研究

采用同相法（成型压力～12MPa）获得了Nb改性的Bi4Ti3O12（BIT＋xmol％Nb2O5）层状压电陶瓷．研究发现随着Nb2O5含量的增加，a－b面取向的品粒逐渐增多，晶粒尺寸愈细化与均匀．Nb2O5的引入明显降低了BIT系列陶瓷的导电率和介电损耗，提高了陶瓷的相对密度、压电与机电性能．适量Nb2O5（x=4．00）掺杂时，陶瓷的电导率（-10^-13S／cm）比纯BIT的降低了2个数量级，且该陶瓷的相对密度ρ=98．7％，tanδ=0．23％，d33=18pC／N，Qm=2804，kp=8．1％，kt=18．6％，Np=2227Hz·m，Nt=2025Hz·m．BIT＋xmol％Nb2O5（x=4．00）陶瓷在600℃经退极化处理后，其d33基本保持不变（-17pC／N），表明该材料在高温器件领域具有良好的应用前景．

Li改性铌钽酸钾钠无铅压电陶瓷的研究

利用固相反应法制备了(Na0．52K0．48-xLix)(Nb0.86Ta0.10Sb0．04)O3系无铅压电陶瓷,研究了不同Li含量(x分别为0、0．02、0．04、0．06、0．08)样品的显微结构、物相组成及电性能．结果表明,Li含量的改变对其物相组成、压电性能、铁电性能、介电性能都有显著影响．当Li含量x从0增大到0．04时,其压电性能相应提高,当Li含量x超过0．04时,压电性能明显下降;在x=0．04时综合性能最好,其压电常数d33高达260pC／N,介电损耗tanδ为0．027,平面机电耦合系数kp值达到50％,剩余极化强度Pr为22μC·cm-2,矫顽电场Ec为0．95kV·mm-1,居里温度为316℃．另外,随着Li含量增加,该系统的矫顽电场明显增强,居里温度有所提高．

高压电常数(Ba_(0.85)Ca_(0.15))(Ti_(0.9)Zr_(0.1-x)Sn_x)O_3陶瓷结构与性能研究

采用传统固相法制备了（Ba0.85Ca0.15）（Ti0.9Zr0.1-xSnx）O3 （CBTZS-x）无铅压电陶瓷, 研究了不同Sn含量（x=0~0.1）对CBTZS-x陶瓷相结构、介电以及压电性能的影响。实验结果表明： 所有样品均为纯钙钛矿结构; 随着Sn含量增加, 室温下样品逐渐由三方和四方相共存结构转变为四方相结构, 且三方-四方相转变温度TR-T和居里温度TC均逐渐减小, 当x=0.04时, TR-T更接近于室温, 此时表现出优异的压电性能; 样品的剩余极化强度Pr和矫顽场Ec随着x增加均呈现出减小的趋势, 而相对介电常数εr则逐渐增大。当x=0.04时, CBTZS-x材料的综合性能最佳： d33=665 pC/N, kp=55.6%, εr=4520, Pr=12.5 μC/cm2, Ec=1.6 kV/cm, 表明该陶瓷材料具有很好的应用前景。

Mn改性Na(0.5)Bi(2.5)Nb2O9高温压电陶瓷的研究

采用固相法获得了Mn改性的Na0.5Bi2.5Nb2O9（NBN＋xmol%MnCO3,0≤x≤10.0）铋层状压电陶瓷,并系统地研究了Mn（掺杂）对NBN基陶瓷显微结构与电性能的影响.结果表明,所有获得的样品都是居里点在700℃以上的单一相铁电体.加入Mn显著地提高了NBN系列陶瓷的机械品质因素Qm,明显改善了陶瓷的压电与机电性能.当MnCO3掺杂量为8.0mol%时,陶瓷获得最佳电性能：tanδ=0.749%,d33=20 pC/N,Qm=3120,kp=12.37%,kt=21.09%,Pr=7.01μC/cm2.NBN＋xmol%MnCO3（x=8.0）陶瓷经700℃退极化处理后,其d33保持为原来的75%（~15 pC/N）,表明该材料在高温领域下具有良好的应用前景.

Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3-K_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3-BaMnO_3无铅压电陶瓷的结构与电性能

采用固相法制备了(0.8-x)Na0.5Bi0.5TiO3-0.2K0.5Bi0.5TiO3-xBaMnO3(简称NBT-KBT-BM)无铅压电陶瓷,研究了不同BM含量(x=0,0.25%,0.50%,0.75%,1.00%,1.25%,物质的量分数)样品的物相组成、显微结构及电性能。结果表明:所制备的NBT-KBT-BM陶瓷样品均为单一的钙钛矿结构。与纯NBT-KBT陶瓷相比,掺BM陶瓷的烧结温度降低,相对密度ρr得到提高。随x的增加,材料的压电常数d33、平面机电耦合系数kp与机械品质因子Qm先增大后减小,而介电损耗tanδ以及退极化温度Td一直降低。BM的掺入降低了材料的矫顽场Ec,提高了剩余极化强度Pr,从而增强了铁电性。当x=0.75%时,陶瓷获得最佳性能:d33=167 pC/N,kp=0.269,Qm=133,εr=774,tanδ=2.93%。

[(Na_xK_((1–x)))_(0.985)Bi_(0.015)](Nb_(0.97)Ti_(0.03))O_3陶瓷的压电与介电性能研究

采用固相法制备了[(NaxK(1–x))0.985Bi0.015](Nb0.97Ti0.03)O3(x=0.40～0.65)无铅压电陶瓷,研究了样品的物相结构、显微形貌、压电以及介电性能随x的变化规律。结果表明:所有样品都具有钙钛矿结构并且居里温度TC在340～365℃范围内;当x=0.40和x=0.65时,样品为四方相结构;在0.45≤x≤0.63范围内,形成了典型的PPT(polymorphic phase transition),样品表现出较高的压电活性。当x=0.60时,样品的压电性能最佳(d33=253 pC/N,kp=0.43,TC=359℃)。

水热法制备K_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3陶瓷粉体及其介电性能研究

采用水热法合成了K0.5Bi0.5TiO3（KBT）无铅压电陶瓷粉体。运用X线衍射（XRD）分析了KOH浓度及反应时间对产物物相的影响;利用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）观察研究了粉体的形貌。结果表明,增大碱浓度（4~12 mol/L）和延长反应时间都有利于KBT纳米粉体的合成。在220℃,KOH的起始浓度12 mol/L水热合成48 h的纯KBT相呈立方形结构,晶型规整,晶粒尺寸约为100 nm。由水热法制备的粉体在1 060℃烧结,获得介电损耗为0.05的致密压电陶瓷材料。

南宁永和大桥主桥南岸桥台沉井基础施工

南宁永和大桥主桥为钢管混凝土无铰拱。主桥南岸桥台采用大型沉井基础方案,尺寸为40m×40m×19m,第1节沉井采用土模法施工。主要介绍该沉井的施工工艺、方法及施工过程控制。

PbZrO_3含量对PZN-PZ-PT因溶体弥散性相变的影响

报道了相界附近PZN-PZ－PT三元系固溶体弥散性相变，并研究了PbZrO3含量对PZN－PZ－PT固溶体弥散性相变的影响，发现随着PbZrO3含量的增加，PZN－PZ－PT固溶体弥散程度有所增加．

ZnSe－ZnS应变超晶格光学振动模的研究

本文给出了ＣａＡｓ衬底上生长的ＺｎＳｅ－ＺｎＳ应变超晶格的室温Ｒａｍａｎ分析，观测了该超晶格中ＺｎＳｅ子层和ＺｎＳ子层的纵光学振动模（ＬＯ），首次发现在一些样品中ＺｎＳｅ子层的纵光学声子模ＬＯＺｎＳ出现红移，另一些样品中ＬＯＺｎＳｅ出现蓝移，而ＺｎＳ子层的ＬＯＺｎＳ总是向低波数方向移动，并利用限制效应和应变效应给出了解释。

BaZr_(0.35)Ti_(0.65)O_3陶瓷的弛豫特性及可调性

采用固相法制备了BaZr0.35Ti0.65O3(BZT35)陶瓷。研究了它的弛豫性相变。样品在100 Hz^100 kHz下的介电温谱显示宽化的介电峰值温度,随着频率的增加向高温方向移动,表明了该样品的弛豫特性。弛豫指数(γ)和峰宽化参数(Δ)可以通过对居里-外斯定律的进行线性拟合得到,1 kHz频率下,γ=1.91,Δ=44.9 K,表明样品具有很强的弛豫特性。利用Vogel-Fulcher公式对数据拟合进一步证实了样品的弛豫特性。研究表明,BZT35陶瓷具有巨大的可调性,可应用于可调电容器。

四方相Bi_(1/2)Na_(1/2)TiO_3-BaTiO_3无铅压电陶瓷的研究

采用电子陶瓷法制备出(1-x)Bi1/2Na1/2TiO3-xBaTiO3(简写BNBT)无铅压电陶瓷,其中x=0.08,0.1,0.2,0.3,0.4。XRD分析结果表明所制备的样品都生成了纯的钙钛矿结构,并且都为四方相。同时利用电子探针显微镜(EPM)分析技术,研究了BNBT压电陶瓷的形貌。并通过测量样品的压电介电常数,发现所研究的样品的机械品质因数(Qm)在56-74之间,平面机电耦合系数(kp)在0.16左右,频率常数(NФ)在3000左右,并且随着x的增大相对介电常数εT33/ε0逐渐变小;介质损耗tanδ先减小后增大,当x=0.20时出现最小值tanδmin=0.03018;而压电常数d33则先增加后减小,在x=0.10时有最大值d33max=138。从综合性能来看,当x=0.20时性能最好,εT33/ε0=881,tanδ=0.03018,d33=115。

Na_(1/2)Bi_(1/2)TiO_3-BaTiO_3系陶瓷压电性及弛豫相变研究

系统研究了（１－ｘ）Ｎａ１／２Ｂｉ１／２ＴｉＯ３－ｘＢａＴｉＯ３（ｘ＝０．０２、０．０４、０．０６、０．０８、０．１０）无铅压电陶瓷系统的相界、材料压电性能，弛豫特性及相变．这个系统的陶瓷材料具有Ｋｔ／Ｋｐ较大，频率常数比较高等特点．Ｘ－ｒａｙ衍射结构分析发现此系统的相界在０．０４＜ｘ＜０．０６之间；材料的一些主要性能在相界附近达到极值．利用介电系数－温度曲线，并结合热激电流曲线对此系统的弛豫性进行研究和分析；初步研究了各配方组成的铁电－顺电的相变过程，发现在一定的组成范围内，材料在由铁电相向顺电相的转变过程中经历了一个过渡相区．

几种不同产地高岭土的漫反射傅里叶红外光谱分析

分别采用压片法与漫反射法测得几种不同产地高岭土的红外吸收谱图,解析了各高岭土的结构特征与吸收峰值的关系,发现利用漫反射傅里叶红外光谱技术,经K-M函数校正的红外谱图较压片法灵敏度高,也更准确,解析更简单;依据对高频区3700～3600cm-1波数段高岭石OH基特征吸收峰的吸收情况,可快速判断高岭石结晶度,结果与X射线衍射技术所测Hinckley指数(Hi)一致。

钛酸钡纳米颗粒聚集球的形成机理

采用水热法合成了具有新颖结构的钛酸钡纳米颗粒聚集球.X射线衍射(XRD)结果显示该聚集球为立方相,随着时间的延长其结晶性增强.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和电子衍射(ED)谱研究了该纳米颗粒聚集球的生长特点.结果表明该聚集球是由5-8nm的纳米颗粒定向连接生长而成,整个聚集球对外显示类单晶的现象.聚集球的大小约为60nm,随着时间的延长有长大的趋势.X射线能谱(EDX)分析结果和Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程动力学模拟结果表明,在颗粒球形成初始阶段主要是Ba2+离子的扩散成核作用占主导地位.这种"扩散成核-定向生长"的形成过程揭示了钛酸钡纳米颗粒聚集球的生长机理.

TiO_2纳米管阵列的制备及其光催化性能研究

采用阳极氧化法在钛箔上制备了TiO2纳米管阵列,利用场发射扫描电子显微镜（FSEM）、X射线衍射仪（XRD）和紫外-可见分光光度计对TiO2纳米管的形貌、结构和光学性能进行表征,详细考察了阳极氧化工艺参数对纳米管阵列形貌的影响,探讨了氧化钛纳米管阵列的形成机理,并对其光催化活性进行了测试,研究结果表明：在0.5 wt%HF和1 mol/L H3PO4电解液中,控制氧化电压为20 V,反应60 min后,在钛箔表面可获得垂直导向的TiO2纳米管阵列,管内径为60-80 nm,管壁厚约10 nm;600℃热处理后的TiO2纳米管阵列薄膜对349.7 nm近紫外光和443.9 nm可见光有较强的吸收能力;煅烧温度对纳米管的晶型结构和光催化活性有显著影响。

不同形貌纳米α-Fe2O3粉体水热合成及其催化高氯酸铵热分解研究

以Fe2(SO4)3为原料,在不同温度和时间进行水热反应,产物经过600℃下热处理6 h,得到了不同形貌的纳米α-氧化铁。通过XRD、SEM、TEM对α-Fe2O3的物相组成、形貌和微观结构进行表征。结果表明,花片状、海胆状、草莓状和哑铃状等多种形貌的产物均由纳米α-Fe2O3颗粒组装而成,纳米颗粒大小为10～50 nm。采用DTA分析了赤铁矿α-Fe2O3对高氯酸铵(AP)的催化性能。结果表明水热反应条件140℃保温4 h获得的花片状α-Fe2O3,使得高氯酸铵(AP)热分解温度提前了67.2℃,较其它形貌,催化效果明显。

Sr和Nb复合掺杂Bi4Ti3O12基高温压电陶瓷的研究

采用传统固相法制备了Bi4Ti3O12+0.91wt%Nb2O5+xwt%SrCO3(BTNO-Sr,0.00≤x≤1.50)层状压电陶瓷,研究了Sr掺杂对BTNO系陶瓷微观结构与电性能的影响。结果表明所有样品均为单一的铋层状结构相陶瓷。适量引入Sr能使BTNO系陶瓷的晶粒尺寸细化与均一,表现出介电弥散性,并改善其压电﹑机电和铁电性能。当x=0.50时,样品性能最佳:相对密度ρ=98.8%,压电常数d33=22 pC/N,平面机电耦合系数kp=9.5%,机械品质因子Qm=4462,剩余极化强度Pr=13.01μC/cm2,居里温度Tc=620℃。此外,介电性能和热稳定性能研究显示材料x=0.50具有好的压电稳定性,适合于制备高温高频压电器件。

溶胶-凝胶法制备Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3-K_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3体系无铅压电陶瓷的研究(英文)

采用溶胶-凝胶法制备(1-x)Na0.5Bi0.5TiO3-xK0.5Bi0.5TiO3体系无铅压电陶瓷。XRD分析表明,用溶胶-凝胶法可以在650℃下合成具有钙钛矿结构的(1-x)Na0.5Bi0.5TiO3-xK0.5Bi0.5TiO3粉体,且在x=0.18～0.30之间存在三方-四方准同型相界(MPB)。陶瓷的压电性能参数表明,该体系在MPB组成范围内具有最佳的压电性能:x=0.30时,压电常数d33达到最大值(d33=150pC.N-1),平面机电耦合系数kp与介电常数ε3T3/ε0均在x=0.26时达到最大值,分别为36.7%和1107。