铋层状结构无铅压电材料的研究现状与发展趋势

铋层状结构无铅压电材料因其具有居里温度高、品质因数高、击穿强度及各向异性大等特性而受到人们的重视。本文介绍了铋层无铅压电材料的结构特点,综述了该体系压电陶瓷的微量元素与制备工艺对材料压电、铁电性能的影响规律,着重讨论了不同位离子取代对陶瓷性能和结构的影响,概括了制备高取向陶瓷的先进制备技术,并展望了铋层无铅压电材料未来的发展趋势。

高性能无铅压电材料Ba(Ti_(0.8)Zr_(0.2))O_(3-x)-(Ba_(0.7)Ca_(0.3))TiO_3单晶和薄膜的制备

具有三相点准同型相界附近成分的Ba(Ti0.8Zr0.2)O3-x(Ba0.7Ca0.3)TiO3无铅压电材料,具有优异的铁电、压电性能,作为一种具有潜在应用前景的无铅压电材料得到广泛关注。利用溶胶-凝胶法制备了该成分的薄膜以及尝试了利用浮区单晶炉的单晶生长工艺。利用XRD对薄膜和生长的晶体样品进行了物相鉴定;用AFM表征了薄膜的表面形貌;用TFAnalyz-er2000HS铁电测试系统测试了其电滞回线;还分析了气氛对晶体生长和紫外-可见透过光谱的影响。

无铅压电材料的高通量制备与模型模拟

基于现有无铅压电材料的压电性都很低的现状,文章设计并建立了无铅钙钛矿模型,将高通量组合材料的理论和实验融合并协同,通过理论模型对可能的组合进行预计算仿真。在压电材料的纤维内引入金属芯,形成含金属芯压电纤维增强聚合物基复合材料是现阶段制备优异材料的可行方法。在已有相关成果基础上,进一步开展基于变分渐近理论的含金属芯压电纤维聚合物基复合材料(MPF-PMCs)性能表征和多尺度模拟,提出在原材料连续介质力学和均匀化理论的基础上,利用非均质性等固有小参数构建一种无需特定假设的MPF-PMCs多尺度模型,以准确预测其时变、非线性压电-黏弹-塑性性能,揭示微观尺度信息对损伤失效性能的影响机理,为今后高通量制备无铅压电材料提供了新的思路。

西安交大研制出无铅压电材料

用电脑、玩手机，有望不再担心铅污染。西安交大近期研发出一种无铅的锆钛酸钡钙材料，可以取代世界上广泛使用了50多年的锆钛酸铅压电材料。

西安交大研制出无铅压电材料

据报道，西安交大日前研发出一种无铅的锆钛酸钡钙材料，可以取代世界上广泛使用了50多年的锆钛酸铅压电材料。这种无铅压电材料叫锆钛酸钡钙，是交大多学科材料研究中心主任、金属材料强度国家重点实验室首席科学家任晓兵率领的科研团队研究出的成果。经测试，这种无铅材料的压电性能超过了锆钛酸铅，而且避免了铅污染。

西安交通大学首次研制出性能优越的无铅压电材料

西安交通大学的一个科学研究小组11月27日对外宣布了一项最新研究成果：制造出一种对环境无害的无铅压电材料——锆钛酸钡钙，其压电性能超越了全世界使用了长达半个世纪、但对人体和环境有害的核心压电材料——锆钛酸铅（PZT）陶瓷。

中国科学家首次研制出性能优越的无铅压电材料

2009年11月27日西安交通大学的一个科学研究小组对外宣布了一项最新研究成果：制造出。一种对环境无害的无铅压电材料一锆钛酸钡钙，其压电性能超越了全世界使用了长达半个世纪、但对人体和环境有害的核心压电材料－锆钛酸铅（PZT）陶瓷。这是50多年来无铅压电材料的性能首次超越压电材料的经典体系。这项成果的论文已经通过国际物理学界权威杂志一美国《物理学评论快报》的专家评议，

KNN基无铅压电陶瓷材料制备的研究进展

碱金属铌酸盐系的(K,Na)NbO3(KNN)因其具有高压电常数(d33),高机电耦合系数,高品质因数及高居里温度(TC)而成为无铅压电材料研究的热点。为了探索高性能KNN无铅压电陶瓷材料制备及应用,该文综述了其相关制备工艺、性能特点,重点阐述了KNN系无铅压电材料的掺杂、烧结、极化及其对性能的影响,指出了KNN无铅压电陶瓷的掺杂改性及工艺优化研究是其有效的研究方向。

铋基无铅压电敏感材料的性能调控研究进展

基于无铅压电陶瓷的高性能器件的应用日益广泛。铋基材料具有一定的综合性能,尤其在高温压电领域,是一种有潜力替代锆钛酸铅(PZT)基材料的候选体系。文章综述了与如何调控无铅压电材料性能这一关键问题相关的国内外研究进展,对调节相界、掺杂、调控制备工艺和畴工程等多方面进行了阐述,并尝试分析了无铅压电体系在实用化道路上存在的亟待解决的问题。

日本理光公司开发无铅压电材料BSnT

日本理光公司开发出变形特性（施加电压时的变形量）与PZT（锆钛酸铅）相当的无铅压电材料BSnT（在钛酸钡中添加锡）。另外，由于提高了电极层的耐热性，使BSnT作为无铅材料首次用于MEMS用硅电路板的成膜。今后计划将BSnT压电材料用于喷墨打印机喷头等执行元件。

西安交大研制出无铅锆钛酸钡钙压电材料

据媒体报道，西安交大金属材料强度国家重点实验室首席科学家任晓兵率领的科研团队经过3年攻关，日前研发出一种无铅压电材料叫锆钛酸钡钙材料，可以取代世界上广泛使用了50多年的锆钛酸铅压电材料。

无铅压电超声换能器材料及其应用

无铅压电超声换能器材料及其应用已成为当前铁电压电材料及其应用研究的热点。本文根据近期国内外有关无铅压电陶瓷的发展,对近期五大体系无铅压电陶瓷在压电超声换能器上的应用进行了讨论,介绍了无铅压电超声换能器在医用上的简单应用,分析了无铅压电陶瓷相关性能参数对压电超声换能器的影响,以期对压电超声换能器的研究和应用提供参考。

日本开发高性能无铅压电材料

日本物质材料研究机构传感器材料中心的任晓兵等人，开发出高性能无铅压电材料——锆钛酸钡钙（BZT—BCT），这在世界尚属首次。新开发的BZT—BCT的压电性能超过传统压电材料PZT（锆钛酸铅）。

压电材料的研究新进展

压电材料作为机电转换的功能材料,在高新技术领域扮演着重要的角色。锆钛酸铅压电陶瓷凭借其优良的性能,自投入使用以来成为最广泛使用的压电材料。近年来,探索和发展潜在的替代新型材料备受重视。本文就近些年来国内外压电材料技术研究进展中呈现的无铅化、高性能化、薄膜化的新趋势进行了综述,并对今后的研究提出一些发展性的建议。

Y3+/Nb5+共掺优化锆钛钡钙基无铅压电陶瓷的电学性能

采用固相反应法制备了具有钙钛矿相结构的（Ba_（0.85）Ca_（0.15-x）Y_x）（Zr_（0.10）Ti_（0.90-y）Nb_y）O3无铅压电陶瓷,研究了Y^（3＋）/Nb^（5＋）含量变化对锆钛钡钙基陶瓷电学性能的影响,结果表明：Y^（3＋）/Nb^（5＋）共掺可在锆钛钡钙陶瓷内部引起介电弛豫现象,驰豫因子随Y^（3＋）/Nb^（5＋）掺杂量的增加增大。压铁电性能表明Y^（3＋）/Nb^（5＋）共掺可小幅降低锆钛钡钙陶瓷的压铁电性能,原因是由于掺杂后在陶瓷内部引起成分起伏,减弱了陶瓷内部的自发极化程度减弱所致。此外,采用交流阻抗谱进一步揭示了Y^（3＋）/Nb^（5＋）掺杂后陶瓷的电学非均质结构。

KNN基无铅压电陶瓷的最新研究进展

综述了KNN基无铅压电材料的研究进展。主要归纳了掺杂改性,添加助烧剂,添加第二组元,K/Na比的调整和制备工艺等方面的影响,并对其研究和发展进行了展望。

压电材料中相共存态与其性能的关系(英文)

由于铅元素有毒,研究人员正努力寻找高性能无铅压电材料以便取代含铅压电材料,因此如何开发高性能压电材料的机制就变得极为重要。此文利用6阶朗道-德文希尔模型计算了不同相共存态的自由能表达(包括单相,两相,三相以及四相共存)。通过计算结果发现,不同的相共存态对应不同的自发极化伸缩或者偏转的能垒:铁电相共存越多,则极化偏转能垒越低,而与顺电相共存,则可以极大地降低极化伸缩能垒,不同的能垒也导致了对材料压电介电性能不同的增强能力。同时,不同相共存点的实验结果也证明了这一发现。研究澄清了相共存态与其对性能增强能力的关系,而且重新将极化伸缩和偏转机制(自由能观点)转变成了更简单的相共存态机理(材料结构观点),从而为寻找和制备高性能压电材料提供了一种更快捷的方式。

掺杂PZT压电陶瓷材料的研制及其发展趋势

在介绍掺杂PZT压电陶瓷材料制备的基础上,总结出生产掺杂PZT材料的最佳烧成条件,指出所研制的样品已达到或超过压电点火材料的水平,但所选系统仍有潜力可挖,只要工艺合适,性能完全能再提高,对无铅压电陶瓷材料的发展趋势进行了展望。

高性能(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_(3)陶瓷无铅医用超声换能器及其成像

(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_(3)(KNN)陶瓷作为一类重要的高性能无铅压电材料体系,有望推动医用超声成像换能器技术的无铅化。对KNN陶瓷进行有效掺杂改性研究,采用固相烧结法制备了具有优异压电性能的KNN基压电陶瓷,其压电常数达400 pC/N,机电耦合系数为55%。基于其高压电、低声阻抗的综合性能设计制备了高分辨力、大带宽及高频率的医用超声换能器,其纵向分辨率达47μm,-6 dB带宽达93%,中心频率为18.0 MHz。利用此换能器对人体组织模型进行B模式超声成像,获得管状组织的高分辨率结构图像。结果表明,KNN体系陶瓷是一种应用于医用高频超声成像中综合性能优异的材料。