高性能无铅压电陶瓷(Bi_(0.5)Na_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)TiO_3的制备与性能

采用企业的电子陶瓷工艺制备了(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3(BNTBT-6)无铅压电陶瓷,研究了制备工艺对BNTBT-6陶瓷的晶相、微观结构与介电压电性能的影响。研究结果表明,烧结方式会对BNTBT-6陶瓷的晶相和性能产生一定的影响。电学性能研究结果表明,湿磨盖烧BNTBT-6陶瓷样品的压电性能优良,室温下陶瓷样品的压电常数d33达到195pC/N,机电耦合系数kp为35%,机械质量因子Qm达到130,介电损耗tgδ为0.025。

Y_2O_3掺杂对(Bi_(0.5)Na_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)TiO_3无铅压电陶瓷性能的影响研究

采用传统固相反应法制备了Y2O3掺杂(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3(简写为BNBT6)陶瓷[简称为BNBT6-x(wt%)Y2O3陶瓷]。研究了Y2O3(0.2wt%～0.8wt%)掺杂对BNBT6陶瓷的结构、介电、压电、铁电性能的影响。结果表明,所有Y2O3掺杂陶瓷样品均形成了单一的钙钛矿结构;陶瓷的介电、压电、铁电性能受Y2O3掺杂的影响较为显著:当掺杂0.4wt%Y2O3时,10kHz频率下测得的室温εr达到1530,且tanδ较小,为0.050,d33达到152pC/N,kp=0.27,Qm=134。掺杂0.2wt%的Y2O3时BNBT6陶瓷的d33为145pC/N,kp增大到0.29,Qm达到173,tanδ为0.053;掺杂适量YO的BNBT6陶瓷铁电性能也得到改善。

柠檬酸盐法制备（Bi0．5Na0．5）0．94Ba0．06TiO3无铅压电陶瓷的研究

用柠檬酸盐法制备了(Bi0．5Na0．5)0．94Ba0．06TiO3陶瓷。陶瓷的体积密度比传统固相法所得陶瓷的体积密度有所增加，可达到98％理论密度。热重-差热(TG-DTA)分析显示，BNBT6陶瓷粉体的柠檬酸盐法合成温度比传统固相合成温度低300℃左右。d33测试表明，陶瓷的d33值可达110pC／N。

(Bi_(0.5)Na_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)TiO_3粉体的球磨时间对陶瓷显微结构与性能的影响

本文研究了(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3(BNBT6)陶瓷制备过程中球磨时间对BNBT6粉体和BNBT6陶瓷结构和性能的影响,研究发现:随球磨时间的延长,BNBT6粉体粒径不断减小,s/v不断增加,但变化幅度不断减小,球磨20h后的粉体粒度达到0.20μm,且粒度分布较窄。随球磨时间的延长,用相应粉体制得的BNBT6陶瓷电学性能都随球磨时间的增加先增大后减小,且球磨20 h的粉体制得的BNBT6陶瓷压电性能最好,常温下其压电常数d33达到145 pC/N,kp达到0.305,Qm达到160,介电常数达到1400,介电损耗为0.052(10 kHz)。

La_2O_3掺杂对(Bi_(1/2)Na_(1/2))_(0.94)Ba_(0.06)TiO_3陶瓷性能与微结构的影响

采用传统陶瓷工艺方法制备了La2O3掺杂(Bi1/2Na1/2)0.94Ba0.06TiO3(BNBT6)无铅压电陶瓷,系统地研究了La2O3掺杂对该体系陶瓷介电、压电性能与微观结构的影响。结果表明:该体系具有很高的压电常数,是单一的钙钛矿结构,La2O3的添加对晶粒生长具有一定的抑制作用,线收缩率和相对密度增大。室温介电常数随着La2O3掺杂量的增加而增大。与不添加La2O3的陶瓷样品相比,添加少量La2O3可以使体系的弛豫特征更为明显。当掺杂量为0.1 wt%时,该体系陶瓷具有较好的综合性能:d33=160 pC/N,kp=0.322。当掺杂量达到0.5 wt%以后,陶瓷的压电性能严重降低。

溶胶-凝胶法制备(Bi_(0.5)Na_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)TiO_3粉体

用溶胶-凝胶法制备了（Bi0.5Na0.5）0.94Ba0．06TiO3（BNBT-6）的稳定溶胶，经退火处理得到了BNBT-6无铅压电陶瓷粉体．用X射线衍射（XRD），透射电镜（TEM），X射线光电子能谱（XPS）对粉体的晶体结构、颗粒形态、原子价态及粉体组成进行了研究．结果表明800℃退火处理的粉体样品呈单一的钙钛矿结构，晶粒大小在125～200am左右．XPS定性分析发现所制样品中含有Bi、Na、Ba、Ti等4种元素．定量分析表明样品中Ti离子与Bi离子的摩尔比为1：0．33．

溶胶形成温度对BNT陶瓷压电介电性能的影响!

为了研究溶胶-凝胶方法对BNT基无铅压电陶瓷压电、介电性能的影响,采用溶胶-凝胶法合成了具有单一钙钛矿结构的(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3超细粉料。研究结果表明,前驱体液的pH值控制在7～9范围内,溶胶形成温度为70℃时,可以制得均匀透明的溶胶;根据XRD研究结果,凝胶在700℃下热处理2 h后可形成单一钙钛矿结构的超细粉料。分析了材料的压电、介电性能随溶胶形成温度与烧结温度的变化。根据试验结果,认为溶胶比较适宜的形成温度为70℃,虽然溶胶-凝胶方法制备的BNT无铅压电陶瓷的介电性能受到一定的影响,但其压电性能得到了提高。

(Na_(0.5)Bi_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)Ti_(1-x)Zr_xO_3(x=0-0.05)压电陶瓷的制备及其电学性能研究

采用固相合成法制备了(Na_(0.5)Bi_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)Ti_(1-x)Zr_xO_3(x=0-0.05)压电陶瓷,通过XRD、SEM和电学性能测试方法研究了不同含量ZrO_2对陶瓷样品结构和性能的影响.XRD分析发现,ZrO_2的掺杂没有改变陶瓷的钙钛矿结构,但Zr元素的掺杂使得晶胞参数减小;SEM图片显示,随着ZrO_2的加入,样品平均晶粒尺寸减小,且晶粒尺寸分布更加均匀;ZrO_2的加入显著影响了样品的电学性能,随着ZrO_2的加入,室温剩余极化强度(P_r)、矫顽场(E_c)和压电常数(d_(33))都先增加后减小,当x=0.01时P_r和E_c分别达到最大值35.7μC/cm^2和4.72kV/mm,当x=0.03时d_(33)达到最大值144pC/N;随着ZrO_2的加入,陶瓷样品常温介电常数增大,退极化温度T_d逐渐下降,且各样品都具有典型的弛豫特性.

BNKABTx无铅压电陶瓷制备工艺研究

利用XRD、SEM等现代分析技术,研究了[Bi0.5(Na0.985-xKxAg0.015)0.5]0.94Ba0.06TiO3系无铅压电陶瓷的合成温度、烧成工艺条件对陶瓷微结构和压电性能的影响,同时研究了极化条件对材料压电性能的影响。结果表明,适当地提高合成温度有利于主晶相的形成,适当升高烧结温度有利于提高材料的压电性能。提高极化电压和极化温度,适当延长极化时间,有利于提高材料的压电性能,但过高的温度因受材料高温下退极化的影响而导致材料压电性能变差。

煅烧温度对Ba_(1.2)Ca_(0.64)SiO_4∶0.10Eu,0.06Mn粉体发光性能的影响

以MCM-41为硅源,在800～1100℃下合成了Ba1.2Ca0.64SiO4∶0.10Eu,0.06Mn荧光粉,研究了煅烧温度对荧光粉发光性能的影响.实验结果表明,Eu2+的蓝绿光发射带的强度与宽度随煅烧温度的升高先增大后减小,在1 000℃时强度达到最大.最大发射峰位随温度的升高而发生红移,由800℃C和900℃时的450nm移至1 000℃和1 100℃时的480 nm.Mn2+的红光发射起源于Eu2+发射光的激发,其强度随温度的升高而增大.与Mn2+发生能量传递作用的Eu2+主要位于10配位的M(1)格位.

(1-x)(Na_(0.5)Bi_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)TiO_3-xSnO_2无铅压电陶瓷的结构调控及其电学性能研究

采用固相合成法和常压烧结法制备了(1-x)(Na_(0.5)Bi_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)TiO_3-xSnO_2(BNBTS,x=0.00-0.04)粉体和陶瓷,采用XRD、SEM和电性能测试手段对BNBTS陶瓷结构、铁电性能、压电性能和介电性能进行了分析,结果发现,添加不同量的SnO_2的陶瓷样品都形成了单一的钙钛矿结构;SEM图片显示,随着Sn O_2的加入,晶粒尺寸减小,晶粒尺寸分布更均匀;电学性能测试结果表明,SnO_2的加入明显改变了BNBTS陶瓷的电学性能,随着x的增大,Pr先增大后减小,在x=0.03时,Pr达到最大值36.5μC/cm^2,但x在0.01到0.03之间变化时,剩余极化强度Pr变化不明显,而矫顽场Ec则呈减小趋势;压电常数d_(33)随着x的增大先增大后减小,在x=0.02时,达到最大值134μC/N;各样品具有典型铁电体所具有的"蝴蝶状"的双向应变曲线,随着SnO_2含量的增加,负向应变减小,正向应变变大。随着SnO_2的加入,BNBTS陶瓷的室温介电常数变大,并表现出弛豫特性,在x=0.03时BNBTS陶瓷室温下的介电常数达到最大值1143。

La_2O_3、Y_2O_3掺杂对(Na_(0.5)Bi_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)TiO_3无铅压电陶瓷性能的影响

以(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3为基体,研究了单、双组分掺杂La2O3、Y2O3对BNBT6陶瓷的压电和介电性能及微观结构的影响。XRD分析表明:掺杂La2O3、Y2O3均得到钙钛矿结构。SEM分析表明,分别掺杂0.2%La2O3和0.2%Y2O3使得陶瓷晶粒增大,压电常数提高,双组分掺杂La2O3、Y2O3在掺杂量0.12%La2O3+0.08%Y2O3时,压电常数d33增大到最大值144.6×10-12C/N,介质损耗降低到最小值0.039。

Effect of Microwave Sintering on the Microstructure and Dielectric Properties of Bi₂O₃-Doped (Ba_0.6Sr_0.4)(Ti_0.94Cu_0.06)O₃Ceramics

The effects of microwave sintering on the sintering behaviour, microstructure and dielectric properties of Bi2O3-doped (Ba0.6Sr0.4)(Ti0.94Cu0.06)O3 (BSTC) ceramics were investigated. The microstructure and dielectric properties of a BSTC ceramic were also studied given different amounts of Bi2O3 doping. Microwave heating with sintering temperatures below 1000°C significantly improves the densification of Bi2O3-doped BSTC ceramics. The BSTC ceramic with 1 wt% Bi2O3 addition sintered at 950°C in air for 30 min exhibited dielectric properties of er = 3756, dielectric loss of tanδ = 7 × 10-3 and bulk density > 96% of theoretical density.