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。

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。

水热加工技术制备压电陶瓷锆钛酸铅(PZT)晶体粉末的研究

本文采用水热加工技术对压电陶瓷PZT晶体粉末进行合成研究．实验表明合成需在强碱中进行．取用新制备的水热前驱物Pb（OH）2、TiO（OH）2和ZrO（OH）2，在200℃下水热合成40－60min．水热体系在两个KOH浓度范围内能有效合成．第一个区域为水热体系的KOH浓度0．1－0．27mol／L，第二个区域为体系的KOH浓度高于2．0mol／L．低碱度有效的合成给商品化生产带有了许多方便、经济和可能性．为了分析实验结果对合成机理提出了假说和讨论．

聚酰亚胺/锆钛酸铅柔性压电传感器的制备及性能

发展具备高温稳定性的柔性压电传感器对拓展压电传感器在航空航天等复杂环境下的应用具有十分重要的意义。通过静电纺丝技术和高温烧结方法制备了锆钛酸铅纳米纤维(PZT NFs),将PZT NFs与聚酰亚胺(PI)复合,通过溶液刮涂法制备了PI/PZT NFs复合材料并组装了柔性压电传感器。研究结果表明,PI/PZT NFs复合材料兼具PZT的高压电性与PI的柔性以及良好的热稳定性,基于该复合材料组装的柔性传感器具有宽温度使用范围,在20~250℃范围温度内具有稳定的力-电转换信号,在1 N的压力作用下产生的输出电压最高可达0.52 V,灵敏度最高可达198 mV/N,响应时间最低为116 ms,检测限可达0.01 N,在1000个循环内具有优异的耐疲劳性和信号稳定性,有望应用于高温柔性传感。

三方/四方相共存铌锑锆钛酸铅压电陶瓷极化的研究

研究了极化条件对三方 /四方相共存 (即准同型相界 ,简称MPB)的铌锑锆钛酸铅 (PNSZT)压电陶瓷性能和结构的影响 .利用XRD探讨了三方、四方相共存PNSZT压电陶瓷极化过程中畴转向、相变、晶格常数的变化、应变 ,分析讨论了极化作用机理 .XRD结果分析表明 :两相共存压电陶瓷极化过程中畴转向的同时伴随着相变 (四方相→三方相 )、应变、晶格常数变化 ;随着极化程度的提高 ,试样的应变量和 90°畴转向率不断增加 ;当达到极化饱和状态时 ,它们也达到最大值 ,其中应变的最大值为 0 .4% ,90°畴的转向率最大值为 41.6 % ,此时样品的介电常数和机电耦合系数也达到最大值 .当 90°畴转向率高和应变大时 ,材料的机电耦合系数和介电常数也大 .90°畴转向率和应变是表征极化程度的微观结构物理量 .

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%。

大功率锆钛酸铅压电陶瓷A位置换的研究

为制备大功率低损耗压电陶瓷材料,对锆钛酸铅压电陶瓷材料进行了A位置换的比较研究.实验结果表明:采用摩尔分数为5%的Sr进行A位置换,制备的陶瓷具有较低的介电损耗和较优的压电性能;而采用摩尔分数为5%的Ba置换,陶瓷则具有较大的介电损耗.采用摩尔分数为5%的Ba和5%的Sr的复合置换,陶瓷能获得较好的综合性能,其性能指标tanδ,Qm,KP,d33和rε分别为0.47%,2 065,0.515,322 pC/N和1 470,适合于大功率器件的应用.

水热法合成单分散锆钛酸铅压电陶瓷粉体

以硝酸铅、氧氯化锆、钛酸四丁酯、氢氧化钾和氨水为原料,以乙醇和水的混合液为溶剂,采用水热法合成Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)压电陶瓷粉体。通过X射线衍射和扫描电镜对合成粉体进行表征,并研究Pb元素物质的量与Zr及Ti两种元素物质的量之和的比n(Pb)/n(Zr+Ti)和矿化剂KOH浓度对粉体物相和形貌的影响。结果表明:n(Pb)/n(Zr+Ti)=1.4时,可以合成单一晶相的PZT,颗粒的立方体形貌规则清晰且无团聚,结晶良好;在200℃、反应溶剂乙醇和水的体积比为2∶1、n(Pb)/n(Zr+Ti)=1.4的条件下,当KOH浓度由1 mol/L增加到4 mol/L时,立方体形貌的PZT粉体的粒径由1.5μm减小到0.2μm。

Pr_6O_(11)掺杂锆钛酸铅二元系压电陶瓷

固相法制备Pb0.955Pr0.03(ZryTi1-y)O3(PPZT1)和Pb1-1.5xPrx(Zr0.54Ti0.46)O3(PPZT2)系压电陶瓷,其中:x=0.02,0.04,0.06,0.08;y=0.51,0.52,0.54,0.56,0.58,0.60。XRD分析表明:PPZT1系统的准同型相界在锆的摩尔分数为55％左右。当锆的摩尔分数为54％,烧结温度为1 240℃,保温1 h,能获得优良的性能,其值分别为:d33=420×10-12C/N;ε33T/ε0=2 000;θc=314℃;Qm=76;tanδ=2％;Kp=0.53。XRD分析还表明:PPZT2系统已远离相界,组成均在四方铁电相内。尽管PPZT2系统的介电常数很高,其压电性能却低于PPZT1系统。

鋯钛酸铅(PZT)压电陶瓷及其应用

本文介绍了锆钛酸铅压电陶瓷材料的性能、特点和应用概况,并介绍了锆钛酸铅压电陶瓷元件的应用实例。

锆钛酸铅压电陶瓷主动元件在航天自适应桁架结构中的应用

阐明了PZT压电材料的正、逆压电效应以及相应的压电作动器的机电耦合原理。针对航天自适应桁架结构的特点 ,运用PZT压电作动器进行了振动抑制实验并取得了良好的效果。

锆钛酸铅压电陶瓷的研究进展与发展动态

综述了锆钛酸铅压电陶瓷的研究现状及其发展趋势,重点分析了锆钛酸铅压电陶瓷的中低温烧结技术与掺杂改性的机理和作用.

锆钛酸铅(PZT)纳米陶瓷粉体的液相制备技术

评述了Sol-gel法、共沉淀法和水热法制备锆钛酸铅(PZT)纳米陶瓷粉体的原理、工艺过程、技术特点及其优缺点。重点论述了水热合成PZT纳米陶瓷粉体的dissolution/precipitation和in-situ两种合成机制,详细分析了锆、钛、铅等反应物离子在水热条件下的存在形式、反应机理以及喊度、温度、干燥技术和铅含量等条件对水热合成PZT纳米陶瓷粉体的影响。讨论了液相法合成PZT纳米陶瓷粉体的研究热点与发展方向。

组成对三方/四方相共存铌锑锆钛酸铅压电陶瓷结构和机电性能的影响

研究了Zr/Ti和 (Sb1/2 Nb1/2 )量对三方相、四方相共存 (相界附近 )铌锑锆钛酸铅 (PNSZT)压电陶瓷机电性能 (εT33/ε0 、KP、Qm、TKfr)的影响。认为Zr/Ti和 (Sb1/2 Nb1/2 )量对PNSZT机电性能影响很大 ,调整Zr/Ti、(Sb1/2 Nb1/2 )量是改变机电性能的有效方法 ,它们的正确选择是得到所需综合性能压电陶瓷的关键之一。

镨掺杂对锆钛酸铅压电陶瓷性能的影响

用固相反应法制备了镨掺杂锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷,研究了镨掺杂对材料性能的影响。样品是在锆钛比为变量,镨含量为3%(摩尔比),制备工艺相同的条件下进行的。对其压电和介电性能测试结果表明:与未掺杂PZT相比,掺镨后的PZT相界发生了移动,即移向了富锆的一端,其在锆钛比约为1.17～1.27之间;居里温度TC随锆钛比的增加而降低,在本研究的系统内,锆钛比最小和最大时分别为1.04和1.50,其相应的居里温度分别为330°C和278°C;压电系数d33、机电耦合系数kp及介电常数ε/ε0均在1.17处达最大值,d33=420pC/N,kp=0.53;极化前的ε/ε0达1400,极化后εT33/ε0达2000;介电损耗tanδ随锆钛比的增加呈上升趋势,而机械品质因数Qm大幅度下降,在锆钛比为1.17处达最小值75。

添加剂对锆钛酸铅二元系压电陶瓷性能的影响

对添加剂按电价进行了分类,讨论了各类添加剂对锆钛酸铅二元系压电陶瓷性能的影响,分析了各类添加剂对锆钛酸铅二元系压电陶瓷性能的原因。研究表明,各种添加剂的加入量都有一个适宜的范围。

高活性锆钛酸铅压电陶瓷粉体的合成及其烧结性能研究

以Pb3O4、ZrO2和TiO2为原料,采用冲击波加载技术合成锆钛酸铅Pb(Zr0.95Ti0.05)O3粉体,并对粉体活性和烧结特性进行XRD和SEM表征,研究结果表明,利用冲击波的高温高压作用可以合成单一钙钛矿相锆钛酸铅粉体,合成粉体产生了细化并存在一定程度的晶格畸变,有利于增强粉体活性,促进了低温活化烧结,也显著地改善了陶瓷的烧结性能,在常压下1200℃烧结150min得到了密度达到7.83g/cm3的锆钛酸铅95/5陶瓷体,比传统固相法制备的粉体烧结温度降低了100℃左右,且得到的陶瓷体晶粒形状、大小均匀。

锆钛酸铅钡弛豫铁电陶瓷偏压压电效应的研究(英文)

研究了锆钛酸铅钡铁电陶瓷的横向场诱应变x2、偏压下的介电常数ε33、弹性柔顺系数SE11和平面机电耦合系数kp,并计算了等效压电常数d31.PBZT陶瓷的kp和d31值可由外加偏压控制.两个PBZT陶瓷组分室温kp值最大为0.45,|d31|值最大为180pC/N.

锆钛酸铅压电陶瓷的流延法制备及其性能

流延法工艺具有工艺便捷、尺寸可调、成膜质量好等优势。采用流延法制备PZT压电陶瓷,通过扫描电子显微镜观察压电陶瓷微观形貌,通过准静态d33测量仪测试压电陶瓷的压电应变常数d33。探究粉末粒径以及流延工艺参数包括刮刀高度、流延速度、热压压力等对PZT压电陶瓷性能的影响,获得的PZT压电陶瓷其压电应变常数d33最高可达454 pC/N,致密度最高可达97.68%。该方法适用于制备大尺寸压电器件。

锆钛酸铅(PZT)陶瓷的应用与发展

一、引言 锆钛酸铅压电陶瓷于1955年由美国的B.Jaffe等人发现之后,由于它具有机械耦合系数高、温度特性好、居里温度高(～300℃)等优点,大大推进了压电陶瓷的实用化。用Sr、Ca、Mg等元素取代Pb或添加Nb、La、Sb、Cr、Mn、Fe、Co、Ni等元素进行改性,可以得到许多不同用途的 PZT系压电陶瓷,如PZT-4,PZT-5,PZT-6,PZT-7及PZT-8等,利用它们各自不同的效应可以应用在不同的方面。