锰锑酸铅-锌铌酸铅-锆钛酸铅陶瓷的压电性能

以同时位于准同型相界的Pb(Mn1/3Sb2/3)0.05(Zr1/2Ti1/2)0.95O3(PMnS PZT)与Pb(Zn1/3Nb2/3)0.28(Zr1/2Ti1/2)0.72O3(PZN PZT)组合而成的xPb(Mn1/3Sb2/3)0.05(Zr1/2Ti1/2)0.95O3(1-x)Pb(Zn1/3Nb2/3)0.28(Zr1/2Ti1/2)0.72O3[xPMnS(1-x)PZN]四元系压电陶瓷为研究对象,研究了PZN和PMnS含量的变化对xPMnS(1-x)PZN材料结构与性能的影响,制备了具有高性能的四元系xPMnS(1-x)PZN陶瓷材料。结果表明性能最好的组成位于准同型相界附近靠近四方相含量较高的区域。Ba2+,Sr2+取代显著提高了材料的压电性能,Ba2+取代0.5PMnS0.5PZN的性能为压电系数d33=406pC/N,机电耦合系数kp=0.55,介电常数ε3T3/ε0=2183,机械品质因数Qm=1077和介电损耗tanδ=2.7%;Sr2+取代0.6PMnS0.4PZN的性能为d33=438pC/N,kp=0.55,ε3T3/ε0=2701,Qm=1073和tanδ=3.3%。

锰锑酸铅-锌铌酸铅-锆钛酸铅陶瓷的铁电性能

通过电滞回线测试,探讨了xPb(Mn1/3Sb2/3)0.05(Zr1/2Ti1/2)0.95O3(1-x)Pb(Zn1/3Nb2/3)0.28(Zr1/2Ti1/2)0.72O3[xPMnS-(1-x)PZN]陶瓷的铁电性能及铁电相变特性。同时研究了Ba2+取代Pb2+对材料铁电性能的影响。结果表明:三方相含量较高的0.2PMnS-0.8PZN陶瓷具有较高的矫顽场和较大的剩余极化强度;四方相含量较高的0.5PMnS-0.5PZN和0.6PMnS-0.4PZN陶瓷具有较低的矫顽场和较小的剩余极化强度,Ba2+取代使三方相含量增加,铁电性能明显提高。

铌镁(锌)酸铅-钛酸铅弛豫铁电单晶研究进展

在最近十几年中,新型弛豫型铁电单晶铌镁酸铅-钛酸铅和铌锌酸铅-钛酸铅受到了广泛的关注。这是由于这种新型的弛豫型铁电单晶和传统的压电材料相比较,在准同型相界附近表现出良好的压电、介电与电致伸缩性能。文章介绍了铌镁(锌)酸铅-钛酸铅系列单晶的基本性质,国内外在该晶体制备及晶体性能相关领域的研究进展。

PZN-PT晶体熔剂生长的相关系及生长形态

从S .Nomura开始研究铌锌酸铅 钛酸铅固溶体赝二元 (PZN PT)体系 ,查明了斜方 四方准同型相界处在PZN( 90 .5 %～ 91 % ) PT( 9.5 %～ 9% )的组成区域。并且发现在晶体生长中经常出现钙钛矿和烧绿石两相共存。由于在准同型相界附近钙钛矿相PZN PT晶体表现出异常的介电、压电性能而引起人们的兴趣。本文报道了各种熔剂生长条件下PZN PT晶体析出的相关系和各相的生长形态特征。实验选择了PbO ,PbO +PbF2 ,PbO +B2 O3 ,PbO +PbF2 +B2 O3 及PbO +BaTiO3 为熔剂。在该固溶体陶瓷制备中发现BaTiO3 可抑制烧绿石的生成。各种熔剂条件下均采用相同的熔化( 1 1 5 0℃ ) 泡料 ( 1 0h) 缓冷 ( 1℃ /h)条件。对PbO ,PbO +BaTiO3 熔剂来说 ,析出钙钛矿相PZN PT晶体 ,有少量烧绿石相伴生。而对PbO +PbF2 ,PbO +B2 O3 及PbO +PbF2 +B2 O3 而言 ,析出烧绿石相晶体。PZN PT晶体的两相容易从X射线粉末衍射图上区别。钙钛矿相X射线衍射特征峰D值为 2 .86 1 ,2 .0 2 6 ,1 .6 5 2 (该相随组成变化D值波动± 0 .0 1 ) ,而烧绿石相特征峰的D值为 3.0 5 3,1 .86 8,1 .5 94。两相晶体的颜色及生长形态区别更为明显。钙钛矿相的PZN PT晶体为琥珀色或淡黄色 ,多为箭头状生长形 ,也出现近立方生长形。显露面以 ( 0 0 1 )和 ( 1

弛豫铁电晶体PZNT生长的几个关键问题

新型弛豫铁电晶体 (1-x)Pb(Zn1 /3Nb2 /3)O3xPbTiO3(PZNT)是一种复合钙钛矿结构的固溶体晶体 ,具有比传统压电陶瓷PZT远为优越的压电性能 ,在医用超声成像、声纳、微位移器等方面有着广阔的应用前景。由于该晶体组成复杂 ,熔体析晶时存在钙钛矿与焦绿石两相的竞争 ,且PbO组分对Pt坩埚和籽晶均能产生腐蚀 ,采用提拉法等传统生长工艺很难获得钙钛矿结构的实用化的PZNT晶体。目前普遍采用助熔剂来抑制焦绿石相的生成 ,并且在传统生长工艺的基础上发展了多种改进工艺。结合作者实验室近几年来在PZNT晶体生长方面的研究结果和实践经验 ,讨论了助熔剂及其配比的选择、生长技术的发展、工艺参数与晶体性能优化等关键技术问题。

一种压电单晶矢量水听器的性能建模与分析

针对加速度型矢量水听器在低频段灵敏度偏低问题,根据铌锌酸铅-钛酸铅(PZN-PT)压电单晶的性能特点,设计了一种双悬臂梁结构压电单晶矢量水听器。建立了有限元模型,对矢量水听器的振动模态和接收性能进行了仿真计算,重点分析了几个主要材料和尺寸参数对水听器自由场灵敏度的影响。理论计算表明,采用压电单晶PZN-PT的矢量水听器经优化后其灵敏度可达-190dB@250Hz,与压电陶瓷PZT-5A的水听器相比,灵敏度提升了15dB以上。

Er3+/Nd3+, Nd3+/Gd3+掺杂PZN-9PT晶体的光学及电学性能

采用高温溶液法生长了钙钛矿结构PZN-9PT:Er^3+/Nd^3+和PZN-9PT:Nd^3+/Gd^3+晶体,晶体最大尺寸可达5 mm×4 mm×4 mm。PZN-9PT:Er^3+/Nd^3+和PZN-9PT:Nd^3+/Gd^3+晶体表现出较高的铁电-顺电相变温度(174.3和165.2℃)、大的剩余极化强度(23和40μC·cm^-2)以及大的矫顽场(22和20 kV·cm^-1),这些优异的电学性能有望使其应用于大功率超声换能器和水声换能器。在800 nm波长激光激发下,两种晶体均表现出从近红外光到蓝光和绿光的发射带,蓝光和绿光的发射带分别对应于Nd^3+从4G9/2,2G7/2能级到基态4I9/2级的跃迁以及Er3+2H11/2→4I15/2能级的跃迁发射(绿光)。