Ni_(2)O_(3)掺杂对大功率压电陶瓷性能的影响

为获得综合性能较好且原材料成本低的二元系大功率压电陶瓷材料,采用电子陶瓷制备工艺,制备了Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_(3)+amol%CaFeO_(5/2)+xwt%Ni_(2)O_(3)压电陶瓷,研究了Ni_(2)O_(3)掺杂量对陶瓷介电及压电性能的影响,并对其晶粒形貌、铁电性能及居里温度进行了表征。实验表明,适量Ni_(2)O_(3)掺杂可以改善压电陶瓷的介电及压电性能,在Ni_(2)O_(3)掺杂量为0.10wt%时,制备的压电陶瓷综合性能最佳,具体参数如下:ε_(33/)^(T)ε_(0)=1259,tgδ=0.24%,K_(p)=0.552,d_(33)=268pC/N,Q_(m)=882;陶瓷断面SEM测试表明,晶粒大小均匀、细晶,断裂方式以沿晶断裂为主;铁电测试表明,室温下其电滞回线呈“束腰”形状,随着测试温度增加,电滞回线逐渐打开,110℃时,呈现出典型的铁电电滞回线,此时矫顽场E_(c)=1472V/mm,内偏置场E_(i)=225V/mm;居里温度测试表明,T_(c)=313℃、在室温~100℃范围内,tgδ≤0.50%。

大功率收发兼备压电陶瓷材料的制备与性能研究

采用传统固相烧结法制备Pb0.94Sr0.06(Zr0.53Ti0.47)O3+(Ni2O3+Cr2O3)0.1wt%+xwt%MnO2+ywt%CeO2(简称PCrNi-4)压电陶瓷,通过正交试验设计研究了MnO2掺杂、CeO2掺杂、烧结温度等因素对基体材料性能的影响。利用XRD和SEM,并结合常规电性能测试手段研究不同影响因素对材料相结构、微观结构以及压电介电性能的影响。结果表明,当w(MnO2)=0.1%,w(CeO2)=0.3%,烧结温度为1280℃时制备的陶瓷综合性能最佳,此条件下的试样各性能参数分别为:d33=304.8pC/N,Kp=0.6113,εT33=1520,tgδ=0.289%,d33×g33=61.12×10-12CVm/N,适合制备大功率收发兼备压电换能器。

铈掺杂对PZT压电陶瓷性能的影响

研究了铈掺杂对PZT(锆钛酸铅)压电陶瓷材料的相组成、微观结构、介电性能、压电性能及铁电性能的影响,并对实验结果做出物理机理的解释。实验结果表明,适量的铈掺杂有利于材料结构的致密,提高了体电阻率,解决了材料在高温高场下极化困难的问题,在铈掺杂量为0.4%(摩尔分数)时,制备出综合性能良好的PZT压电陶瓷:室温时rε=958,tgδ=0.24%,d33=239pC/N,Kp=0.45,Qm=886,适合制备大功率压电陶瓷。

PM SZT压电陶瓷的烧结工艺研究

大功率压电陶瓷要求材料不但在强场下有小的介质损耗,大的机械品质因数,同时兼备一定的压电常数和机电耦合系数.当然一般说来,Qm提高的话,Kp、d33就会降低,所以我们希望在保证高Qm情况下,尽可能提高压电应变系数d33和机电耦合系数Kp.微观结构对陶瓷性能有着重要的影响,通过选择合理的烧结制度改变材料的微观结构,可以提高材料的性能.本文研究升温速度和保温时间对PMSZT大功率压电陶瓷的相组成、显微结构及电性能的影响.结果发现升温速度过快或过慢会使材料致密性下降.烧结温度1240℃保温1h时,晶粒致密均匀,居里温度最低.随着保温时间的缩短或延长,居里温度增加.电性能在保温1 h时达最佳:ε33T/ε0=1700,d33=336×pC/N,Kp=0.655,Qm=2200,tanδ=0.0030.PMSZT陶瓷介电和压电性能良好,可以满足了大功率材料的使用要求.

MnSb含量对PMSZT压电陶瓷性能的影响

以固态氧化物为原料,采用传统方法制备PMSZT大功率压电陶瓷.研究MnSb含量对Pb1.04(Mn1/3Sb2/3)yZrxTi1-x-yO3陶瓷的相组成、显微结构及电性能的影响.结果发现:Zr含量x=0.47,MnSb含量y=0.05时,组成处于准同型相界,晶粒致密均匀.随着MnSb含量的增加,居里温度降低.电性能在此组成处最佳:ε33T/ε0=1420,d33=320pC/N,Kp=O.624,Qm=2400,tanδ=0.0030.Pb1.04(Mn1/3Sb2/3)0.05Zr0.47Ti0.48O3陶瓷介电和压电性能良好,可以满足大功率压电材料的使用要求.

YMnO_3掺杂四元系PZT-PFW-PMN压电陶瓷电性能的研究

用传统固相法制备了PbZrO3-PbTiO3-Pb(Fe2/3W1/3)O3-Pb(Mn1/3Nb2/3)O3(简称PZT-PFW-PMN)四元系压电陶瓷,通过预先合成的方法制备了YMnO3,并研究了不同含量的YMnO3对PZT-PFW-PMN陶瓷的烧结温度、压电性能、介电性能的影响,对其阻抗频谱图进行了分析.结果表明,当YMnO3的含量为0.30%时,不仅使四元系PZT-PFW-PMN的烧结温度从1 200℃降至1 020℃,而且使其具有高的压电综合性能;其电性能参数如下:d33=341 pC/N,Kp=0.574,Qm=139 3,tanδ=0.005 3,Tc=304℃,ρ=5.23×1 010Ωm,该材料可用作大功率多层压电陶瓷器件的候选材料.

Zr/Ti比对PMN-PZT压电陶瓷结构与电学性能的影响研究

文章制备了铌锰-锆钛酸铅压电陶瓷(0.04Pb(Mn1/3Nb2/3)O3-0.96Pb(ZrxTi0.995-x)O3),研究了Zr/Ti比对该体系结构与电学性能的影响。在Zr/Ti=0.515/0.48~0.50/0.495的范围内,该体系具有四方相结构。当Zr/Ti=0.505/0.49时具有最佳的电学性能,此时d33=344 pC/N,kp=0.55,tanδ=0.26%,εr=1400,Qm=917,TC=366℃。此外,在E=3 kV/mm下,该组分具有矫顽场EC=1559 V/mm、内偏置场Ei=706 V/mm的铁电性能。结果表明,该组分有望实现大功率发射用压电陶瓷的技术应用。