钛酸锆固溶体微波介电瓷的制备与性能

用共沉淀的方法制备了一系列 Zrx Ti1 - x O4(0 .4≤ x≤ 0 .6 )纳米粉 ,XRD物相分析为 Zr Ti O4固溶体 ,TEM观察粒子粒径为 2 0～ 30 nm。通过制陶实验对该系列固溶体的烧结特性、形貌及介电性能进行了研究。结果表明 ,Ti O2含量影响固溶体的最佳烧结温度 ,在相同的烧结温度下 ,Ti O2 含量越高 ,瓷体的相对密度越低 ,晶粒越大。该材料有很好的频率、温度稳定性 ,其介电性能与组成和瓷体的相对密度有关。介电常数和品质因数随瓷体相对密度增大而增大。当材料的相对密度高于 90 %时 ,随着 Ti O2 含量增加 ,其介电常数增大 。

钛酸锆-铌酸镁系高频介质陶瓷的制备及介电性能的研究

采用固相反应的方法制备粉料,合成了一种新型的(Zr1/2Ti1/2)1x(Nb2/3Mg1/3)xO2 (x=0.05～0.30)高频介质陶瓷。XRD分析确定粉料为单相,其晶相为ZrTiO4结构。瓷片在1 430～1 470℃之间烧结。讨论了收缩率与烧结温度的关系以及介电性能随烧结温度的变化,探讨了不同配比对材料电性能的影响,确定出最佳烧结温度为1 460℃。在1 MHz下测试了材料的介电常数及损耗。相对介电常数在26～34之间。配比为x=0.25的材料,品质因数可达到1×104。

氧化钽对氧化铋掺杂钛酸锆锡介电性能的影响

微波介质陶瓷是一类用于微波频段（主要是300M～30GHz）电路完成一定功能且具有介电常数高[介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，原外加电场（真空中）与最终介质中电场比值即为相对介电常数，

四方相锆钛酸铅陶瓷制备及温度稳定性研究

采用传统固相法制备了Pb(Zr_(1-x)Ti_(x))O_(3)陶瓷,通过调节锆钛摩尔比将其定位于四方区域以改善温度稳定性,并通过优化烧结温度改善电学性能。实验结果表明,当x=0.52时,体系处于四方区域,此时陶瓷的温度稳定性有所提升,在室温~300℃时,d33变化率为±14.7%。在1250℃下烧结的Pb(Zr_(0.48)Ti_(0.52))O_(3)陶瓷具有最佳的电学性能:压电常数d_(33)=183 pC/N,居里温度TC=402℃,相对介电常数ε_(r)=1209。

Sb^(3+)和Ba^(2+)共掺杂锆钛酸铅压电陶瓷的制备与表征

以三氧化二锑、碳酸钡为掺杂原材料,采用固相烧结法制备了Sb^(3+)和Ba^(2+)共掺杂锆钛酸铅陶瓷。利用XRD、SEM、自动元件分析仪、准静态D33测量仪、精密阻抗分析仪等对介质的物相、微观形貌、机电性能进行了研究。实验结果表明,Sb^(3+)和Ba^(2+)共掺杂锆钛酸铅陶瓷具有更好的致密性,当掺杂质量分数为1%的Sb_(2)O_(3)和2%的BaO时,机电性能显著提升,相对介电常数为1854,压电系数为439.6 pC/N,机电耦合系数为66%,居里温度从398℃降至380℃。高的压电系数有利于提升锆钛酸铅所制备电子元器件的接收和发射的灵敏度。

锆钛酸铅-硅酸盐水泥复合材料的介电和压电性能研究

选择以锆钛酸铅为功能相,普通硅酸盐水泥P.O 42.5为基体材料,采用压制成型法制备了不同体积分数(30%,40%,50%,60%)功能相的锆钛酸铅-硅酸盐水泥复合材料,研究了复合材料的介电性能、压电性能和机电耦合性能。结果表明,50%以下体积含量的锆钛酸铅的掺杂,可以使锆钛酸铅相互之间接触的概率增大,连通性得到加强,进而促进电流在锆钛酸铅之间的相互传导;随着锆钛酸铅体积量的不断增大,复合材料的介电常数逐渐升高,介电损耗逐渐降低,压电电压常数和压电应变常数逐渐增大,机电耦合系数K_(t)和机械品质因数Q_(m)先增大后减小;当锆钛酸铅的体积分数为50%时,K_(t)最大为0.15%,Q_(m)最大为33.09;当锆钛酸铅体积分数增加至60%时,分布均匀性变差,复合材料的机电耦合性能减弱。

基于锆钛酸铅的低电压驱动MEMS电场传感器研究

该文提出一种基于锆钛酸铅(PZT)的低电压驱动微机电系统(MEMS)电场传感器。该传感器基于电荷感应原理,其敏感单元由固定电极和可动电极构成。固定电极与可动电极均为感应电极,同时两者又是屏蔽电极。在PZT压电材料的驱动下,可动电极产生垂直于敏感芯片基底的振动并且与固定电极形成交互屏蔽,当存在待测电场时,分别在可动电极和固定电极上产生相位差为180°的感应电流信号。该文进行了传感器的设计和有限元仿真,提出敏感微结构的加工工艺流程,突破了基于PZT压电材料的可动电极MEMS工艺兼容制备技术,完成了敏感芯片制备,对传感器进行了性能测试。该传感器具有工作电压低的突出优点。实验测试表明,在0~50 kV/m电场强度范围内,采用1 V交流驱动电压,电场传感器的灵敏度为0.292 mV/(kV/m),线性度为2.89%。

高内偏置电场铌锰-锆钛酸铅压电陶瓷的制备

传统PZT-4系列材料内偏置电场(E_(i)=400~500V/mm)较低,不利于实际应用。为了改善其E_(i),文章采用工业级化工原料,通过传统固相法制备了铌锰-锆钛酸铅(0.04Pb(Mn_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-0.96Pb(Zr_(0.51)Ti_(0.49))O_(3)+0.15wt%CaCO_(3)+0.13wt%Fe_(2)O_(3)+xwt%CeO_(2),x=0~0.8,x%Ce-PMN-PZT)压电陶瓷,研究了稀土元素Ce掺杂对于该体系压电陶瓷结构及性能的影响。结果表明,该体系在x=0~0.8的范围内,具有纯的钙钛矿结构。当x=0.4时,体系具有最佳综合电学性能,此时ε_(r)=1550,k_(p)=0.567,d_(33)=360pC/N,tanδ=0.316%,Q_(m)=793,T_(c)=347℃,在E=3000V/mm下的电滞回线测试结果显示,其E_(c)=1615V/mm,E_(i)=709V/mm,该组分压电陶瓷具备传统P4材料常规电学性能的同时还拥有高内偏置电场,在功率型发射压电陶瓷领域具有很高的应用潜力。

锆钛酸铅/高分子复合膜的吸声特性

以锆钛酸铅（ＰＺＴ）压电陶瓷微粒为填料，分别与丙烯酸酯共聚物和环氧树脂复合制得ＰＺＴ／高分子（ＰＺＴ／Ｐ）复合膜。用驻波管法测定了复合膜的吸声特性。用动态粘弹仪测定了复合膜的阻尼特性。实验结果表明，在声频３７５～２０００Ｈｚ范围内，在聚合物中加入ＰＺＴ微粒并使其极化产生压电性，可使其吸声性能增加。动态粘弹实验结果表明。

两步沉淀法合成钙钛矿相锆钛酸铅粉体及其相形成机制

用两步沉淀法低温合成了纯钙钛矿相锆钛酸铅(PbZr0.52Ti0.48O3,PZT)粉体,并利用差热分析测定了合成粉体的反应活化能,从动力学上研究了钙钛矿相PZT的形成机制。结果表明:两步沉淀法合成PZT粉体遵循连续反应机理,在热处理过程中,前驱体粉体在500℃处理后主要形成钙钛矿相,并伴有少量焦绿石相。经600℃煅烧后则完全转化为钙钛矿相。这是由于形成焦绿石相的反应活化能远大于焦绿石相转化为钙钛矿相的反应活化能,因此500℃处理后生成的少量焦绿石相在600℃处理后完全转化为钙钛矿相。

锆钛酸钡掺杂改性研究进展

综述了锆钛酸钡(BaZrxTi1–xO3,简称BZT)材料的掺杂种类以及掺杂对晶粒尺寸、相变温度、介电非线性和介电弛豫的影响等方面的最新研究进展,提出了研究中在掺杂与结构等方面需要解决的一些问题。

在ITO玻璃衬底上制备锆钛酸铅铁电薄膜

利用射频反应性溅射沉积技术在掺Sn的In2 O3导电透明膜(ITO)衬底上制备了钙钛矿型Pb(Zr,Ti)O3(PZT)铁电薄膜 .研究了沉积参量与热处理工艺对铁电薄膜结构和性能的影响 .运用X射线衍射、X射线光电子能谱和扫描电镜等技术 ,分析了薄膜的晶体结构、表面形貌和表面元素化学状态 .测量了不同处理条件下薄膜的铁电性能 .结果表明 :在掺Sn的In2 O3导电透明膜衬底上可以得到表面无裂纹、化学计量比符合要求的PZT薄膜 ;薄膜中晶粒均匀分布 ,平均尺寸约 2 50nm ,呈四方状和三角状 ;溅射气氛中氧含量和退火温度对薄膜结构、化学计量比和铁电性能都有明显影响 .

锆钛酸铅镧纤维1-3压电复合材料的制备及性能

以锆钛酸铅镧[(Pb1–xLax)(Zr1–yTiy)O3,PLZT]压电陶瓷、聚乙烯醇[(C2H4O)n]和丙三醇(C3H7O3)为原料,用塑性聚合物法制备了PLZT陶瓷纤维。通过排列PLZT陶瓷纤维,灌注环氧树脂E–51的方法制备了陶瓷相体积分数为30%的PLZT/E–51型1–3压电复合材料。用扫描电子显微镜和X射线衍射分别进行显微结构和相结构分析。结果表明:排胶、烧结后PLZT陶瓷纤维横截面直径约250μm,为三方相钙钛矿结构。1–3压电复合材料的压电常数(d33)、相对介电常数(εr)、厚度机电耦合系数(kt)、径向机电耦合系数(kp)、各项异性(kt/kp)和声阻抗(Z)分别为500×10–12C/N,626,0.67,0.30,2.23和11.03×106kg/(m2·s)。该1–3压电复合材料的各向异性远远大于纯陶瓷的,Z显著减小,接近聚合物的水平,使1–3压电复合材料作为超声换能器材料使用时,其探测分辨率明显提高且更易找到与之匹配的背衬。

锆钛酸钡陶瓷的制备与介电性能研究

采用传统电子陶瓷工艺，制备了Ba（ZrxTi1-x）O3（BZT，x=0．20，0．25，0．30）铁电陶瓷，研究了不同Zr含量对陶瓷微观结构、介电性能和介电可调度的影响．结果表明，不同频率下陶瓷样品的介电温谱显示Ba（ZrxTi1-x）O3材料具有弥散相变的特征，当x=0．3时，已成为典型的弛豫型铁电体；温度为193～323K时，材料的介电可调度测量表明所有样品介电可调度均在10％以上，且在铁电态和居里温区附近介电可调度明显高于顺电态．从铁电畴、极性纳米微区的角度出发对实验结果进行了解释．发现室温（300K）时样品x=0．25的介电可调度可达49．5％，优化因子为49．11（1．5kV／mm，10kHz）．

锆钛酸铅镧陶瓷裂尖处由电场诱发90°铁电畴变的实验研究

用传统陶瓷工艺合成制备了（Ｐｂ０．９６Ｌａ０．０４）（Ｚｒ０．４０Ｔｉ０．６０）０．９９Ｏ３（ＰＬＺＴ）铁电陶瓷，并用Ｘ射线衍射对其结构进行了测定，表明室温下ＰＬＺＴ陶瓷为铁电四方相结构：ａ＝ｂ＝０．４０５５ｎｍ，ｃ＝０．４１０９ｎｍ，ｃ／ａ＝１．０１３．将ＰＬＺＴ陶瓷极化后，在抛光面进行压力为４９Ｎ的Ｖｉｃｋｅｒｓ压痕，并施加强度为０．４Ｅｃ，０．５Ｅｃ，０．６Ｅｃ（Ｅｃ＝１１００Ｖ／ｍｍ）的侧向电场．用场发射扫描电镜研究观察ＰＬＺＴ试样极化前、极化后以及在侧向电场作用下压痕裂纹附近铁电畴结构的形态及其变化．结果表明在０．６Ｅｃ的侧向电场作用下，压痕裂纹附近发生了９０°铁电畴变，在扫描电镜的铁电畴结构形貌图上再次出现了平直的９０°铁电畴界．探讨了９０°铁电畴变的形成及促发机制．

Pb用量对锆钛酸铅薄膜微观结构和铁电性能的影响

在Pt／Ti／SiO2/Si基片上,通过多次匀胶旋涂-预热处理工艺制备了PbTiO3(PT)无机薄层夹心的锆钛酸铅(lead zirconate titanate,PZT)薄膜,然后经650℃退火处理得到了所需的具有钙钛矿结构的PZT铁电薄膜。用X射线衍射、原子力显微镜表征了PZT铁电薄膜微观结构,并测试铁电性能。结果表明:制备PT层时的Pb用量对得到的PZT铁电薄膜的微观结构和铁电性能有重要影响。当Pb过量15%(摩尔分数)左右时,得到的PZT铁电薄膜不仅晶界清晰,晶粒尺寸分布均匀,具有纯钙钛矿结构,而且铁电性能优异,剩余极化强度P=21μC/cm2,矫顽场Ec=37kV/cm。

铌锰锆钛酸铅压电陶瓷烧结行为的研究

运用XRD、SEM、TEM、XPS等实验手段,研究了烧结温度对0.05PMnN-0.95PZT (PMnN—PZT)压电陶瓷微观结构、压电性能及锰元素价态的影响.实验结果显示:随烧结温度的降低平均晶粒尺寸减小,四方度也随之减小;机电耦合系数(kp)随烧结温度的升高而提高, 而机械品质因子(Qm)却呈波浪状变化. XPS及TEM实验分析证明:PMnN—PZT陶瓷在烧结过程中出现明显的液相烧结和成分偏离,低温烧结诱导了Mn2+的出现,产生更多的氧空位,从而使低温烧结下的样品Qm值不致降低.

锆钛酸钡(BZT)铁电材料研究进展

综述了关于锆钛酸钡(BaZrxTi1–xO3,简称BZT)材料的组成(包括锆含量、掺杂)与结构、介电性能及尺寸效应等方面的最新研究进展,阐释了BZT中存在的弛豫现象,提出了研究中需要解决的一些问题。

基于锆钛酸铅薄膜的变形镜微致动器

以锆钛酸铅(PZT)薄膜作为驱动材料,制备了变形镜的微致动器阵列.使用有限元软件对致动器进行了模拟仿真,得到了驱动器上电极尺寸、Si弹性层厚度等参数对致动器性能的影响,获得了最优化的致动器结构.以钙钛矿相的镍酸镧(LNO)作为PZT薄膜在Pt衬底上生长的缓冲层,增强了PZT薄膜的(100)取向,减小了PZT薄膜的内部应力,提高了致动器的驱动性能.最终制备出的1μm厚PZT薄膜驱动的变形镜微致动器,在10 V直流电压的激励下,具有2.0μm的变形量.以PZT薄膜作为驱动材料制备的变形镜微致动器阵列,对变形镜致动器的微型化和系统集成度的提高具有重要意义.

锆钛酸钡粉体制备的研究进展

锆钛酸钡(BZT)是一种重要的无机铁电材料,具有高介电常数、强介电非线性、不易疲劳和居里点可调等优点,可用于制作动态随机存取存储器(DRAM)、热释电红外探测器、介质移相器、压控滤波器、二次谐波发生器等元器件。因此,制备粒径小、化学均匀性好的锆钛酸钡粉体具有很重要的应用意义。目前,制备锆钛酸钡粉体的方法很多,主要介绍了固相法、溶胶-凝胶法、水热合成法、共沉淀法等国内外锆钛酸钡粉体的常见制备方法及其研究现状,并提出研究中需要解决的问题。