高居里温度BaTiO_3-(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_3无铅正温度系数电阻陶瓷的制备

用传统的固相反应烧结法制备了（1-xmol％）BaTi03-xm01％（Bi0．5Na0.5）TiO3（BBNTx）高温无铅正温度系数电阻（positive temperature coefficient of resistivity，PTCR）陶瓷。x射线衍射表明所有的BBNTx陶瓷形成了单一的四方钙钛矿结构。SEM分析结果显示随着BNT含量的增加，陶瓷晶粒尺寸减小。空气中烧结的0．2mol％Nb掺杂的BBNT1陶瓷，室温电阻率为～102^Ω·cm，电阻突跳为～4．5个数量级，居里温度为～150℃。氮气中烧结的0．3m01％Nb掺杂的BBNh（10≤x≤60）陶瓷，同样具有明显的PTCR效应，居里温度在180～235℃之间。随着BNT含量的增加，材料的室温电阻率增大，同时陶瓷的电阻突跳比下降。

Na/Bi配比对0.94(Bi_(0.5+x)Na_(0.5-x))TiO_3-0.06BaTiO_3压电陶瓷组织结构与性能的影响

采用传统固相烧结方法制备出0.94(Bi_(0.5+x)Na_(0.5-x))TiO_3-0.06BaTiO_3(BNBT6)二元系无铅压电陶瓷(x分别为0,0.08%,0.12%,0.16%,0.24%和0.50%摩尔分数),系统地研究了不同Na/Bi配比对BNT基陶瓷材料物相结构、显微组织和压电、介电性能的影响。结果表明:添加不同的Na/Bi,所制备的BNBT6压电陶瓷组织分布均匀、致密度高,存在三方-四方共存的准同型相界结构,且不同的Na/Bi配比不影响陶瓷的相结构,但其烧结性能及电性能与Na/Bi配比密切相关,当x=0.16%时,BNBT6陶瓷样品的性能最佳,相对密度达到97%,在1 kHz的测试频率下,BNBT6陶瓷样品的压电常数d_(33)为138 PC/N、介电常数ε_r为1486、介电损耗tanδ为2.1%、机械品质因数Q_m为217。

Bi_(0.5(1-y))(Na_(1-x-y)Li_x)_(0.5)Sr_yTiO_3无铅陶瓷的压电性能和微观结构

利用传统陶瓷工艺制备了新型的 Bi0 .5( 1 - y ) (Na1 - x- y L ix) 0 .5Sry Ti O3无铅压电陶瓷 ,并研究了该陶瓷的压电性能和微观结构。研究结果表明 ,该陶瓷体系具有较好的压电性能 ,压电常数 d33=14 3p C/ N,径向机电耦合系数 kp=0 .30 ,并可在 110 0°C/ 2

溶胶-凝胶法制备Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3基无铅压电陶瓷的研究进展

钛酸铋钠(Na0.5Bi0.5TiO3,简写为NBT)基无铅压电陶瓷由于具有良好的压电性、高居里温度和烧结过程中无毒、易控制性等优点而备受关注。综述了溶胶-凝胶法制备Na0.5Bi0.5TiO3粉体及制备出的陶瓷的结构和性能特点。总结了用溶胶-凝胶法制备压电和介电性能显著提高的钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的研究进展。研究表明,溶胶-凝胶法在制备压电陶瓷方面具有均匀性好、纯度高、烧结温度低等优点。展望了该工艺的发展方向。

温度对溶胶-凝胶法制备Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3粉体X射线衍射特征的影响

作为一种主要的无铅压电陶瓷材料,Bi0.5Na0.5TiO3(BNT)是一种优良的候选材料。以钛酸四丁酯、五水硝酸铋和无水乙酸钠为原料,用溶胶-凝胶法制备出清澈透明的BNT凝胶;BNT干凝胶经煅烧可得到BNT细粉。XRD谱线表明,其中主要含有杂相Bi12TiO20。随着温度的升高,杂相的强度逐渐降低;同时,由于温度的升高,BNT粉体的晶粒增大。XRD指标化后的结果表明,BNT粉体的(101)晶面的原子排列的有序度较好。

正交试验辅助分析溶胶-凝胶法制备Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3粉体过程中的主导因素

以钛酸四丁酯、五水硝酸铋和无水乙酸钠为原料,用溶胶-凝胶法制备Bi0.5Na0.5TiO3(BNT)细粉,通过XRD和TEM表征粉体的结构和形貌。采用正交试验法,分析了反应温度、溶液pH值、加水量对最终BNT粉体粒径的影响。结果表明,各因素对粉体晶粒尺寸影响的显著性水平由大到小依次为加水量>溶液pH值>反应温度;反应温度为60℃、溶液pH值为4.5、加水量为7.2mL的条件下制得粉体的平均晶粒尺寸约为200～350nm。

溶胶-凝胶法制备(Na_(0．5)Bi_(0．5))TiO_3-BaTiO_3基无铅压电陶瓷的研究

采用溶胶-凝胶法制备(Na。;引.。)Ti0;一BaTiO_3(BNBT)超细粉体。研究结果表明,当热处理温度为800℃时能合成出纯的钙钛矿结构的BNBT超细粉体。另外研究发现,与固相法合成的陶瓷样品相比,sol-gel法制备的陶瓷样品的压电常数和机械品质因子有所提高,但其它的电学性能与固相法合成的陶瓷相近,如介电常数、介电损耗等。

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-凝胶法制备Bi_(0.5)(Na_(0.825)K_(0.175))_(0.5)TiO_3粉体

用溶胶-凝胶法制备了B i0.5(Na0.825K0.175)0.5TiO3(简称BNKT17.5)的稳定溶胶,经退火处理得到了BNKT17.5无铅压电陶瓷粉体.研究了制备工艺条件对前驱体溶液和凝胶形成的影响并利用TG-DSC、X射线衍射(XRD),透射电镜(SEM)等技术研究了凝胶预烧温度、预烧晶体结构及晶形状况,结果表明乙酰丙酮与金属Ti离子的物质的量比[n(ACAC)/n(Ti4+)]及pH值是影响前驱体溶液和凝胶形成的主要因素.600℃以上退火处理的粉体样品呈单一的钙钛矿结构,晶粒大小在100 nm左右.

溶胶-凝胶-水热法制备Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3单晶纳米棒的研究

采用溶胶-凝胶-水热法在一定条件下合成单晶Na0.5Bi0.5TiO3纳米棒.该方法能够很好地控制产物的组分,避免高温晶化过程中Na或Bi离子的挥发.利用XRD、SEM、TEM和紫外/可见吸收光谱等分别对产物的物相、形貌、微结构以及光吸收等性质进行表征.结果表明获得的产物为三方相钙钛矿结构,NBT纳米棒与NBT粗晶材料的紫外吸收光谱相比存在一定蓝移,其光学能隙约为3.38 eV.

钠空位Bi_(0.5)Na_((0.25)(1-0.05))K_(0.25)TiO_3陶瓷等效电路参数的温度特性

通过对钠空位Bi0.5Na0.25(1-0.05)K0.25TiO3陶瓷等效电路参数的温度特性的测量,发现材料结构中的Na空位会使得材料中的电导率变大,从而导致材料高温弛豫现象的产生。实验证实利用阻抗温谱和电导温谱的组合来研究铁电材料的相变也可得到与测量电容、损耗温谱相似的结果。

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。

溶胶-凝胶法制备Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3陶瓷及其电学特性

用溶胶 凝胶工艺成功制备出Bi0 5Na0 5TiO3纳米微粉 ,并利用此微粉烧结出高致密度的Bi0 5Na0 5TiO3陶瓷 .这种新工艺制备的Bi0 5Na0 5TiO3陶瓷 ,其压电性能远远高于普通方法制备的陶瓷 ,其中压电常数d33和机电耦合系数kt 分别高达 10 2× 10 - 1 2 C N和 5 8% .同时发现 ,对于这种Bi0 5Na0 5TiO3陶瓷 ,室温时只需施加 10 0kV cm左右的交变电场 ,就可得到矩形度极好的饱和回线 ,得到的剩余极化Pr 和矫顽场Ec 分别为 32 μC cm2 和 6 1kV cm .而在 10 0℃以上只需施加 35kV cm的极化电场就可使样品充分极化 .

溶胶-凝胶法制备(Bi_(0.5)Na_(0.5))_(1-x)Ba_xTiO_3陶瓷的性能

测量了使用溶胶-凝胶工艺制备的(Bi0.5Na0.5)1-xBaxTiO3(x=0,0.02,0.04,0.06)系无铅压电陶瓷的介电、压电和弹性参数。研究发现,该工艺制备的(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3陶瓷具有此系列最强的压电性能,与传统工艺制备的该类压电陶瓷相比,溶胶-凝胶工艺制备的(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3陶瓷具有压电常数(d33=173×10-12C/N)、机电耦合系数(kt=56%,kp=26%)、泊松比(ν=0.3)提高;频率常数(Nt=2250Hz·m,Np=2810Hz·m)、退极化温度(Td=75℃)降低以及介电常数(εTr33=820)、介电损耗(tgδ=3.9%)稍大的特点。

工艺过程对NBT/BaTiO_3复合PTC材料性能的影响

采用传统陶瓷工艺制备了Na0.5Bi0.5TiO3（NBT）/BaTiO3复合PTC材料,通过对样品性能测试及扫描电子显微镜（SEM）形貌分析研究了工艺过程对NBT/BaTiO3复合PTC材料性能的影响,研究结果表明,NBT的加入方式影响复合PTC材料的半导化,而成型压力影响试样的气孔率,进而影响材料的PTC效应和室温电阻率,最佳的工艺过程为：NBT在二次料中加入,成型压力为298 MPa,烧结温度范围为1 275~1 290℃。

高温无铅BaTiO_3-(Bi_(1/2)Na_(1/2))TiO_3正温度系数电阻陶瓷阻抗和介电谱分析

采用固相反应法制备了Y2O3施主掺杂的92 mol%BaTiO3-8 mol%(Bi1/2Na1/2)TiO3(BBNT8)高温无铅正温度系数电阻(positive temperature coe?cient resistivity,PTCR)陶瓷.利用透射电镜观察材料的显微结构,发现陶瓷的显微结构主要包括晶粒和晶界两部分,观察不到明显的壳层结构.进一步利用交流阻抗谱研究了陶瓷的宏观电学性能,发现陶瓷的总电阻是晶粒和晶界两部分的贡献,而晶粒电阻很小,在居里温度以上变化不大,材料的PTCR效应主要是晶界部分的贡献.当温度高于居里温度时,随着温度的升高,晶界介电常数逐渐减小,导致势垒增加,晶界电阻增大,从而产生正温度系数效应.最后,通过测试材料的介电频谱特性,研究计算了陶瓷的室温电阻率.

BNT-BT粉体的低温合成及陶瓷性能研究

研究了0.94Bi0.5Na0.5TiO3-0.06BaTiO3[记为BNT-6BT]无铅压电陶瓷的预烧温度对陶瓷粉体相结构的影响,并在低温合成了BNT-6BT陶瓷粉体,利用这些粉体,采用传统固相烧结工艺,制备了BNT-6BT无铅压电陶瓷;研究了不同预烧温度对BNT-6BT压电陶瓷压电性能、介电和铁电性能的影响。结果表明BNT-6BT陶瓷粉体可以在600℃合成,与通常在900℃合成相比,大大降低了BNT-6BT陶瓷粉体的预烧温度;采用传统的陶瓷固相烧结工艺,利用在600℃合成的粉体所制备的压电陶瓷,其电学性能有所提高:密度ρ=5.87g/cm3,压电常数d33=141pC/N,平面机电耦合系数kp=0.30,机械品质因数Qm=141,居里温度TC=278℃,去极化温度Td=132℃,相对介电常数εr=1643,自发极化强度Pr=23μC/cm2和矫顽场Ec=32kV/cm。

溶胶–凝胶法制备NBT-KBT系陶瓷及其电性能

采用sol-gel法制备（1-x）Na0.5Bi0．5TiO3-xK0．5Bi0.5TiO3（x=0．12—0．50）系无铅压电陶瓷。XRD分析表明，当X=0．18-0．30时陶瓷具有三方-四方相共存的晶体结构，为该陶瓷的准同型相界（MPB）。在MPB附近存在最佳的电性能：d33为150pC／N，kp为36．7％，ε33^τ／εo为1107，tanδ为1.1×10^-2，Qm为168．8，Np为2949．7Hz·m。与常规固相法相比，sol-gel法有利于提高该陶瓷的电性能。分析了该陶瓷材料在1，10和100kHz下的介电温谱，发现该陶瓷是一类弛豫型铁电体材料。

KNNS-BNKZ无铅压电陶瓷的制备及其电性能研究

采用传统固相法中的直接合成法和两步合成法制备了0.96(K_0.48Na_0.52)(Nb_1-x_Sb_x)O_3-0.04(Na_0.82K_0.18)_0.5Bi_0.5ZrO_3(KNNS-BNKZ)无铅压电陶瓷,研究了(Bi,Na,K)ZrO_3添加方式,以及Sb摩尔分数对KNNSBNKZ材料显微组织结构和电性能的影响规律。结果表明,采用直接合成法得到的KNNS-BNKZ陶瓷在室温下为四方相,而采用两步合成法得到的陶瓷在室温下为正交-四方两相共存,且随着Sb摩尔分数的增加,陶瓷材料的密度增大,室温下的相对介电常数增大,压电常数增大,居里温度降低。采用两步合成法制备的Sb摩尔分数为0.06的KNNS-BNKZ陶瓷具有最佳电性能:室温下,相对介电常数εr=1 659,介电损耗tanδ=0.038,居里温度T_C=243℃,压电常数d_33=138pC/N。

乙醇基溶胶-凝胶法制备BNKLT无铅压电薄膜

以乙醇作溶剂,氧化物和碳酸盐为原料,利用溶胶-凝胶法制备了Bi0.5(Na0.7K0.2Li0.1)TiO3(BNKLT)无铅压电薄膜。通过红外光谱(IR)、同步热分析仪(TG-DSC)、X线衍射仪(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)等分析了乙醇基溶胶-凝胶法制备BNKLT压电薄膜的工艺参数。结果表明,乙酰丙酮与Ti(OC4H9)4的物质的量比(N)≥1.0时,反应温度4060℃,pH=2.02.5,能获得稳定性良好的乙醇基溶胶;采用旋涂法制备的湿膜在600℃热处理30min后,可得表面光亮平整,厚度均一,致密性良好,单一钙钛矿结构的BNKLT无铅压电薄膜。