[Bi_(0.5)(Na_(1-x-y)K_xAg_y)_(0.5)]_(0.96)Ba_(0.04)TiO_3无铅压电陶瓷的制备及性能研究

采用传统固相法制备出了新型BNT基多组元的[Bi0.5(Na1-x-yKxAgy)0.5]0.96Ba0.04TiO3(简称BNKABT-X-Y)无铅压电陶瓷,研究了该陶瓷的微结构和电学性能.X-射线衍射分析结果表明所研究组分陶瓷均能形成单一的钙钛矿结构.电学性能参数测试表明该陶瓷具有较好的压电性能,其中[Bi0.5(Na0.823K0.175Ag0.02)0.5]0.96Ba0.04TiO3陶瓷具有高的压电常数(d33=134 pC/N),高的机电耦合系数(kp=0.165),高的相对介电常数(εr=1295),机械品质因子Qm为94,介电损耗tanδ为0.036.

(1-x)(Na_(0.5)Bi_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)TiO_3-xSnO_2无铅压电陶瓷的结构调控及其电学性能研究

采用固相合成法和常压烧结法制备了(1-x)(Na_(0.5)Bi_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)TiO_3-xSnO_2(BNBTS,x=0.00-0.04)粉体和陶瓷,采用XRD、SEM和电性能测试手段对BNBTS陶瓷结构、铁电性能、压电性能和介电性能进行了分析,结果发现,添加不同量的SnO_2的陶瓷样品都形成了单一的钙钛矿结构;SEM图片显示,随着Sn O_2的加入,晶粒尺寸减小,晶粒尺寸分布更均匀;电学性能测试结果表明,SnO_2的加入明显改变了BNBTS陶瓷的电学性能,随着x的增大,Pr先增大后减小,在x=0.03时,Pr达到最大值36.5μC/cm^2,但x在0.01到0.03之间变化时,剩余极化强度Pr变化不明显,而矫顽场Ec则呈减小趋势;压电常数d_(33)随着x的增大先增大后减小,在x=0.02时,达到最大值134μC/N;各样品具有典型铁电体所具有的"蝴蝶状"的双向应变曲线,随着SnO_2含量的增加,负向应变减小,正向应变变大。随着SnO_2的加入,BNBTS陶瓷的室温介电常数变大,并表现出弛豫特性,在x=0.03时BNBTS陶瓷室温下的介电常数达到最大值1143。

掺铟对(Bi0．5Na0．5)0．93Ba0．07TiO3压电陶瓷的影响

采用直接反应烧结法制备掺铟的(Bi0.5Na0.5)0.93Ba0.07TiO3无铅压电陶瓷,研究了铟掺杂对(Bi0.5Na0.5)1-xBaxTiO3(BNBT)压电陶瓷压电性能、相组成及显微组织的影响。结果表明,添加适量的氧化铟后,该陶瓷仍为纯钙钛矿相结构,其材料组成在准同型相界处三方相减少,四方相增加;适量铟掺杂可抑制晶粒长大,有利于晶粒均匀生长,增大晶粒各向异性。当掺杂氧化铟的质量分数为0.16%时,获得了高的压电参数,其压电常数d33达到205 pC/N,厚度机电耦合系数kt、厚度与径向耦合系数之比kt/kp分别达到0.5、2.77。

Sr掺杂BNT-BT压电陶瓷结构与性能研究

采用传统的电子陶瓷制备工艺制备了一系列0.93Bi0.5Na0.5TiO3-0.07(Ba1-xSrx)TiO3(简写为BNBST100x;x=0.02,0.04,0.06,0.08,0.10)陶瓷,研究了陶瓷的结构、介电、压电性能变化特征。XRD分析表明,陶瓷样品均形成了单一的钙钛矿结构固溶体。陶瓷的介电、压电性能受Sr含量的影响显著。所有陶瓷样品表现出弥散相变特征。BNBST陶瓷的压电常数随着Sr含量的增加表现出先增大后减少的趋势。同时,当Sr含量为4mol%时,压电常数(d33)达到最大,分别为139.8pC/N。

Ca,Sr掺杂BNT-BT压电陶瓷结构与性能研究

采用传统的电子陶瓷制备工艺制备了一系列0.93Bi0.5Na0.5TiO3-0.07(Ba1-xAx)TiO3(简写为BNBAT100x;其中A=Ca,Sr,x=0.02,0.04,0.06,0.08,0.10)陶瓷,研究了陶瓷的结构、介电、压电性能变化特征。XRD分析表明,陶瓷样品均形成了单一的钙钛矿结构固溶体。陶瓷的介电、压电性能受Ca,Sr含量的影响显著。所有陶瓷样品表现出弥散相变特征。当x<0.08时,BNBCT陶瓷的介电常数大于BNBST陶瓷,同时,BNBCT陶瓷室温介电常数在x=0.04时达到最大,而BNBST陶瓷此时具有最小的室温介电常数。陶瓷的压电性能受Ca,Sr含量的显著影响,当Ca含量为6mol%时,压电常数(d33)和平面机电耦合(kp)达到最大,分别为140.5pC/N和19.7%。而当Sr含量为4mol%时,BNBST陶瓷的压电常数(d33)达到最大为139.8pC/N,此时平面机电耦合(kp)为18.9%。