不同离子掺杂的钛酸铋钠基陶瓷结构与性能表征

采用传统固相反应法制备了0．94（Na0．5Bi0.5）TiO3-0．06BaTiO3-3wt％Bi2O3-xwt％Nd203（z=0，1．5）陶瓷。研究了Bi3＋和Nd3＋掺杂对0．94（Na0.5Bi0.5）TiO3-0．06BaTiO3陶瓷结构和电学性能的影响。结果表明，Bi203和Nd2O3掺杂不影响0．94（Na0.5Bi0.5）TiO3-0．06BaTiO3的钙钛矿结构。3wt％Bi2O3添加使得铁电陶瓷0．94（Na0．5Bi0.5）TiO3-0．06BaTiO3转变为反铁电陶瓷。反铁电陶瓷0．94（Na0.55Bi0.5）TiO3-0．06BaTiO3-3wt％Bi2O3具有更高的相转变温度Tm（～320℃）。Nd2O3添加不改变0．94（Na0.5Bi0.5）TiO3-0．06BaTiO3-3wt％Bi2O3陶瓷的反铁电态，但增强了陶瓷的介电性能和弛豫性能。

钛酸铋钠基铁电薄膜掺杂工艺研究

论文首次介绍了最新的钙掺杂钛酸铋钠薄膜的金属有机溶液沉积法(MOSD法)-匀胶法甩膜(Spin coating)工艺,提出现行铁电薄膜制备工艺要解决的一些问题。

钛酸铋钠基铁电陶瓷的热释电性能研究进展

红外探测技术现已普及多种领域,受到了世界各国的重视。热释电材料作为其核心灵敏元材料之一,已成为近年来电介质物理与材料研究的热点。作为一种典型的铁电材料,钛酸铋钠基陶瓷因其较高的退极化温度与较大的热释电系数受到了广泛的重视。总结了钛酸铋钠基热释电陶瓷的研究现状,归纳了在不同组元中增强热释电效应的手段,并进行了性能比较。结果表明,通过单组元受主掺杂可以获得兼具较高退极化温度与较大热释电系数的无铅陶瓷材料。最后对目前存在的一些问题进行了讨论。

无铅压电陶瓷的研究进展

压电陶瓷已被广泛应用于航空航天、舰艇声纳、高速列车、汽车、精密仪器控制、移动通讯、办公及家用电子产品等领域,在全球已经形成了每年近百亿美元的巨大市场。然而,目前压电产业主力产品为对人体及环境有害的锆钛酸铅(PZT)陶瓷。随着国际上对电子产品中使用含铅等有害材料的限制愈来愈严格,拥有巨大市场的压电陶瓷的无铅化已成为摆在全球面前的紧迫任务。准同相界(MPB)是获得高压电性能的关键所在,现已开展了大量的研究工作,旨在揭示MPB的物理本质并基于MPB原理获得具有大压电效应及电致应变的环境友好型压电陶瓷。综述了3类性能最优的无铅压电材料体系:钛酸钡基(BT)、铌酸钾钠基(KNN)和钛酸铋钠基(BNT)陶瓷,包括近年来在压电理论及实验方面的代表性研究进展。

(0.98-x)BNT-xBKT-0.02BZN无铅压电陶瓷的制备及性能研究

采用传统固相烧结法制备(0.98-x)Bi1/2Na1/2TiO3-xBi1/2K1/2TiO3-0.02Bi(Zn2/3Nb1/3)O3(简称(0.98-x)BNT-xBKT-0.02BZN,其中x=0.1、0.15、0.20、0.25)无铅压电陶瓷,系统研究了不同烧结温度对(0.98-x)BNT-xBKT-0.02BZN陶瓷压电及介电性能的影响。结果表明,压电常数和机电耦合系数都随烧结温度的升高而增大,得出1140℃为最佳烧结温度,其最佳性能如下:d33=43pC/N,Kp=0.2731,ε3T3/ε0=1289.8,tanδ=0.038。

BNT基无铅压电陶瓷研究进展

Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3(BNT)基无铅压电陶瓷,以其良好的电学性能和较高的居里温度等特点而倍受关注.近年来,对该体系陶瓷材料进行研究的报道越来越多.本文结合近年有关BNT基无铅压电陶瓷的报道,从离子掺杂,外掺氧化物及添加烧结助剂三个方面介绍了最新研究进展,并展望了BNT基压电陶瓷的发展趋势.

无铅压电陶瓷材料的研究现状

本文综述了近年来国内外无铅压电陶瓷材料方面的研究进展,重点介绍了钛酸钡基、铋层状结构、钛酸铋钠基、碱金属铌酸盐系以及钨青铜结构无铅压电陶瓷体系的研究现状,并对无铅压电陶瓷的发展作了展望。

BNT无铅压电陶瓷体系的设计及制备工艺研究

本文采用传统陶瓷工艺,制备得到Bi0.5(Na1-x-yKxLiy)0.5TiO(3简称BNKLT)无铅压电陶瓷,运用X射线衍射、扫描电子显微镜对其进行了分析表征;通过压电、介电性能的对比,讨论了烧结温度对BNKLT陶瓷的影响;运用热分析及X射线衍射等手段,确定了粉体的热处理温度,并讨论了烧结温度对BNKLT陶瓷性能的影响;通过最终所得陶瓷的性能对比,确定制备的较优工艺参数。

压电陶瓷的应用研究

为适应人们对环保压电陶瓷的迫切需求,分析综合各类压电材料的结构和性能为研究和应用提供理论依据。重点介绍了已引起人们关注的钛酸钡基、铋层状结构、钛酸铋钠基、铌酸盐基无铅压电陶瓷体系的研究现状和应用。在性能方面,这些材料和传统的PZT基压电陶瓷都有各自的特点。目前的无铅压电陶瓷虽然不能完全取代PZT基压电陶瓷,但对其的研究已取得很大进展。

Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_(3)基无铅陶瓷的制备及电致伸缩效应研究

目的在Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_(3)基陶瓷材料中诱导缺陷来提高其电致伸缩性能,在室温下获得性能优异的电致伸缩材料,该材料可用于包装机械物料供给微振动器的研发。方法利用传统固相合成法制备0.7(Bi_(0.5)Na_(0.5))Ti_(0.9)Mn_(0.1)O_(3)−0.3Sr_((1−3x/2))Bi_(x□x/2)TiO_(3)(NBT−SBxT−Mn)陶瓷。通过掺杂Sr_((1−3x/2))Bi_(x□x/2)TiO_(3),在陶瓷中形成V_(A)−V_(O)局部缺陷,获得具有极性纳米微区的非极性相结构。同时,通过掺杂MnO在陶瓷中形成M_(n)−V_(O)缺陷偶极子,获得滞后小的电致伸缩应变。结果所制备的样品均表现出极性纳米微区的非极性相结构和弥散度高于1.80的典型弛豫特征。随着x的增加,氧空位的含量先降低后明显增大。氧空位含量的降低表明在NBT−SBxT−Mn陶瓷中形成了M_(n)−V_(O)缺陷偶极子。在V_(A)−V_(O)局部缺陷、M_(n)−V_(O)缺陷偶极子、较高弛豫性及形成的极性纳米微区的共同作用下,组分x=0.07样品的电致伸缩系数高达0.036 m^(4)/C^(2),性能优异。结论通过在NBT基陶瓷材料中诱导缺陷能够有效改善其电致伸缩性能。

BNT-BT-ST系无铅压电陶瓷的介电与铁电特性

采用传统固相反应法制备无铅压电陶瓷材料(0.944-x)Na0.5Bi0.5TiO3-0.056BaTiO3-100xSrTiO3(BNT-BT-100xST)。研究材料的相结构、介电、铁电及压电性能。结果表明:在研究的组成范围内,陶瓷材料均能形成纯钙钛矿固溶体;当ST摩尔掺量为0.03≤x≤0.04时,该体系陶瓷具有三方-四方准同型相界结构;随着ST掺量增加,晶粒细化,低温介电反常峰θd和高温介电反常峰θm向低温端移动,材料的弥散程度增强。系列陶瓷压电性能较佳:x=0.03时,压电常数d33达最大值,为150pC/N;x=0.04时,材料性能较优,相对介电常数εr=4632,介电损耗tanδ=0.01576,剩余极化强度Pr=35μC/cm2,矫顽场Ec=21 kV/cm,d33=134 pC/N。ST组分的引入进一步优化BNT-BT体系的介电、铁电与压电特性,并探讨铁电-反铁电相变的弛豫特性与作用机制。