钛酸铅系功能陶瓷改性的研究现状及改性陶瓷的应用现状

钛酸铅系陶瓷是一种重要的功能材料,在压电领域应用广泛。该陶瓷存在烧结、极化困难,压电性能低的问题,其烧结和压电性能是目前的研究热点。综述了通过元素掺杂和组元添加对钛酸铅系陶瓷进行改性以改善烧结性能和压电性能的研究现状,以及改性后陶瓷的应用现状。指出了未来的研究方向,包括烧结工艺的优化、元素复合掺杂以及准同型相界区的成分设计等。

钛酸铅系电子陶瓷及粉体的制备方法

综述了钛酸铅系电子陶瓷及粉体的制备方法 ,主要讨论了水热法和溶胶—凝胶法的制备原理及影响产物性能的因素。为钛酸铅系功能陶瓷及材料的研究指明了方向。即用最新方法制备超纯、超细粉体 。

改性钙钛酸铅陶瓷的电导性能研究

当掺钙钛酸铅（PCT）用作为压电、热释电材料时,除介电性能外,电导性能也是重要的性能参数。采用传统固相法制备掺钙钛酸铅系陶瓷,研究了不同掺杂量的Sb2/3Mn1/3及烧结助剂NiO、Bi2O3对陶瓷相结构、介电损耗和电导性能的影响。结果表明,在1 180℃下烧结2h,得到纯钙钛矿结构的改性陶瓷,陶瓷介电损耗降低;Sb2/3Mn1/3掺杂量对PCT系陶瓷在20~40℃的电阻温度稳定性有明显影响,随Sb2/3Mn1/3含量增加电阻温度系数（TCR）增大;在Pb0.80Ca0.20（Sb2/3Mn1/3）0.05Ti0.95O3中加入NiO、Bi2O3后有效降低了陶瓷在20~40℃的电阻温度系数;掺杂元素种类和掺杂量对陶瓷在20~80℃的TCR值基本没有影响,TCR值约为-0.15μ℃-1。

PZT陶瓷的断裂分析

与有限元法相比,无网格法由于只需节点不用单元而在压电分析中具有优越性。采用一个简单的包含有极化反转及电饱和影响的锆钛酸铅系压电陶瓷(PZT)的本构模型,以局部J积分作为断裂准则,应用再生核点法这一无网格数值法导出了作用电场与断裂载荷的关系曲线,该曲线的趋势与Park[1]的实验观察现象一致。计算程序采用面向对象方法实现。

制备工艺对铌锑-锆钛酸铅系压电陶瓷性能的影响

由Nb5+,Sb3+置换锆钛酸铅的B位离子,制备了用作大功率水声换能器材料的铌锑-锆钛酸铅系压电陶瓷。采用固相法合成了0.02Pb(Sb1/2Nb1/2)O3-0.98PbZr1-xTixO3(x=0.44～0.49)粉体。通过X射线衍射及扫描电镜分析,研究了不同锆钛比和烧结温度对陶瓷的相组成、显微结构和介电、压电性能的影响。结果表明:当合成温度为900℃时,获得的粉体的主晶相为钙钛矿结构。当Zr/Ti摩尔比为51/47,烧结温度为1230℃时,各项性能达到最佳值,介电常数εT33/ε0为1945,介电损耗tanδ为0.019,压电常数d33为425pC/N,机电耦合系数Kp为0.65,Curie温度θC为352℃。铌锑-锆钛酸铅系压电陶瓷的烧结温度范围宽,具有较强的工艺操作性且θC高。