NBT基无铅压电陶瓷的研究进展

由于环境保护的要求 ,无铅压电材料越来越受到关注 ,NBT基压电陶瓷是目前研究较多的一种无铅压电材料 ,采取各种掺杂措施可以提高其压电性能 ,获得具有实用价值的无铅压电陶瓷材料。

KNN基无铅压电陶瓷研究进展

(K,Na)NbO3(KNN)基无铅压电陶瓷由于压电性能优异、机电耦合系数高、无环境污染等优点,成为压电材料研究的热点。文中详细论述了近几年来国内外有关KNN基无铅压电陶瓷材料的研究进展,重点总结了KNN基无铅压电陶瓷材料制备工艺优化方面的研究进展和动向,展望了KNN基无铅压电陶瓷体系在实用化道路上的发展趋势。

钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的粉体制备及性能研究

该文深入研究了通过固相法、熔盐法等方法进行钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的粉体制备并测试了压电陶瓷的极化和压电性能,得出固相法制备技术的最佳条件为850℃、保温2h,熔盐法制备技术的最佳条件为700℃、保温4h。除此之外分析了熔盐法以及固相法的制备极化条件,通过研究得出了极化的最佳条件为极化时间20min、极化温度80℃~90℃、极化电压3.5kV/mm,与固相法相比,熔盐法的压电性能更优秀。

Ta掺杂和烧结气氛对KNN基无铅压电陶瓷的微观结构和压电性能的影响

为了探究掺杂以及不同烧结气氛对陶瓷的微观结构以及压电性能的影响。通过传统固相法制备并分别在空气和还原气氛条件下烧结了0.96K_(0.48)Na_(0.52)Nb_(1-x)Ta_(x)Q_(3)-0.04BaZr0_(3)-0.3%MnCO_(3)陶瓷。研究表明:不同气氛烧结的陶瓷均为纯钙钛矿结构,陶瓷相结构为菱方相与正交相共存,且Ta的掺杂抑制了氧空位的产生。当掺杂量为0.10时,还原烧结气氛下性能最优:d_(33)=172 pC/N,d_(33)^(*)=294 pm/V,k_(p)=24.9,ε_(33)^(T)=820,tanδ=0.021,且性能优于同组分在空气下烧结的样品(d_(33)=142 pC/N,d_(33)^(*)=220 pm/V,k_(p)=21.1,ε_(33)^(T)=593,tanδ=0.022)。还原气氛可以抑制晶粒生长,促进陶瓷的致密化,进而提高陶瓷样品的压电性能。

(Ba_(0.85)Ca_(0.15))(Ti_(0.9)Zr_(0.1–x)Sn_(x))O_(3)无铅压电陶瓷的相结构与压电性能

钙锆共掺钛酸钡陶瓷(BCZT)具有优异的介电性能和压电性能,是一类具有发展潜力的无铅压电陶瓷,但其压电性能仍无法与铅基陶瓷媲美。为提高压电性能,本研究对陶瓷材料进行Sn元素掺杂改性((Ba_(0.85)Ca_(0.15))-(Ti_(0.9)Zr_(0.1–x)Sn_(x))O_(3),x=0.02~0.07))。晶体结构分析证实所有组分的陶瓷无杂相,处于正交相与四方相两相共存状态,并具有较大的c/a;显微结构分析发现所有陶瓷都很致密,且平均晶粒尺寸随着Sn含量的增加而增大。当x=0.04时,陶瓷最致密,且室温处于准同型相界附近,因此拥有最佳的电学性能:d_(33)=590p C·N^(–1),k_(p)=52.2%,tanδ=0.016,ε_(33)^(T)=5372,d_(33)^(*)=734pm·V^(–1),IR=57.8GΩ·cm。本研究表明:Sn掺杂的BCZT基无铅压电陶瓷具有优异的压电性能,有望在换能器、机电传感器和驱动器等方面得到应用。

(1-x)KNNS-xBFANZ无铅压电陶瓷的结构与性能的研究

铌酸钾钠基压电陶瓷因其具有优异的电学性能而被广大科研人员青睐,被认为是最有希望取代铅基陶瓷的无铅压电陶瓷之一。本文系统研究了Bi_(0.44)Fe_(0.06)Ag_(0.03)Na_(0.47)ZrO_(3)对K_(0.48)Na_(0.52)Nb_(0.96)Sb_(0.04)O_(3)陶瓷相结构、微观结构及电学性能的影响规律。研究表明:所有的陶瓷样品均为钙钛矿结构,且陶瓷处于菱方相和四方相两相共存状态;晶粒尺寸随掺杂组分含量的增加先增加后减少。通过优化相结构和微观结构,陶瓷获得了最优的电学性能:d_(33)=322pC/N、k_(p)=41.34%、ε_(r)=2441、tanδ=0.036、d^(*)_(33)=400pm/V、P_(r)=15.94μC/cm²。