掺铟钪酸铋-钛酸铅压电陶瓷的制备及电学性能

采用固相反应法,制备了0.10BiInO3-(0.90-x)BiScO3-xPbTiO3(BISPTx,0.55≤x≤0.70)压电陶瓷,并对陶瓷样品的相结构,表面形貌和电性能进行了研究。结果表明,BiInO3和BiScO3-PbTiO3能够形成很好的固溶体,在1070℃烧结2h即可形成稳定钙钛矿结构的BISPTx陶瓷。当x=0.60时,BISPTx陶瓷具有优良的电学性能:d33=330pC/N,kp=0.423,tC=420℃。BiInO3的掺入可有效提高BISPTx陶瓷的tC,并提高其电阻率,降低漏导电流,使其在较高温度(300℃)下仍保持较低的tanδ(<0.05)。

钪酸铋-钛酸铅高温压电陶瓷的相结构和高温压电稳定性

高温压电陶瓷在燃油喷射系统、柴油机减震、航天飞行器性能监测方面具有重要的作用。本文采用传统固相反应法合成了准同型相界(MPB)附近的(1-x)BiScO3-xPbTiO3 (x=0.60-0.66)高温压电陶瓷。采用Rietveld精修确定了单斜相和四方相的共存并给出了原子位置和两相的比例与组分的关系。基于两个动态等效能态之间的耦合来提高极化率,明确了该组分范围压电和铁电性能增强的机制。BS-PT (x=0.64)的陶瓷具有最佳的室温压电和铁电性能:Tc=430℃,d33=450pC/N,kp=62%,Pr=38μC/cm2,Ec=22.7 kV/cm;热退火的d33在370℃保持不变,在410℃急剧降低,比普通的PZT陶瓷的使用温度要高出220℃,是理想的高温压电陶瓷材料。

硬性BSPT基高温压电陶瓷温度稳定性研究

采用固相合成法在1125~1175℃烧结范围内制备了0.15BiScO_(3)-0.85(Pb_(0.88)Bi_(0.08))(Ti^(0.97)Mn_(0.03))O_(3)(BSPT-Mn)高温压电陶瓷。所有样品均为纯相,晶粒尺寸分布符合正态规律,掺杂元素均匀,未发现明显的富集现象。研究表明,在1150℃烧结制备的BSPT-Mn高温压电陶瓷的最大机械品质因数为1500.3,在484.4℃温度下压电常数为289.8 pC/N,压电性能良好。

BS-PT基高温压电超声换能器研究

针对高温超声检测技术的应用需求,该文研究了基于钪酸铋-钛酸铅(BS-PT)基高温压电陶瓷材料的高温超声换能器。利用PiezoCAD器件仿真软件设计并制作了一款1 MHz的高温压电超声换能器,且在200℃下对该器件的电学和声学性能进行了测试和分析。结果表明,随着测试温度的升高,换能器的脉冲回波幅值虽略有降低,但其中心频率、带宽变化不明显,带宽仍保持在20%左右。该文设计并制备的BS-PT基高温压电超声换能器可以在200℃环境中正常稳定工作。