BaTiO3-Bi0．5Na0.5TiO3系铁电陶瓷的晶相特征及性能研究

采用X射线粉晶衍射分析及透射电镜选区电子衍射分析技术等手段，研究了（1-x）BaTiO3-Bi0．5Na0.5TiO3（x≤0．4）固溶体陶瓷的晶相组成及晶体结构特征，并对陶瓷性能特征进行了讨论。研究表明，固溶体的晶体结构受BNT含量的显著影响。X射线衍射分析表明，经1250℃烧结2h的陶瓷形成了钙钛矿结构固溶体。选区电子衍射分析表明，该固溶体并非单一晶相，其晶相类型包括四方相和立方相，并存在局部结构畸变现象。陶瓷的相变温度随BNT含量的增高而变化，居里温度增高，次级相变向低温移动，并最终消失。当BNT含量为20％～40％（摩尔分数）时，陶瓷具有较好的铁电性，其居里温度为146～182℃，介电损耗为0．030～0．042，并在-60～110℃以上较宽的范围内具有良好的介电稳定性。

(1-x)BaTiO_3-xBi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3陶瓷的微结构与介电性能研究

采用传统电子陶瓷制备工艺制备了(1x)BaTiO3-xBi0.5Na0.5TiO3(x=0.2～0.6)陶瓷,研究了不同Bi0.5Na0.5TiO3(BNT)含量下陶瓷的微结构特征和介电性能结果表明:在BNT为0.2～0.6mol时,陶瓷样品均具有单一的钙钛矿结构,陶瓷的晶粒形状和大小随BNT含量的增加发生变化,BNT含量增加时样品的晶粒趋于减小,样品结构更为致密。陶瓷样品都具有稳定的介电性能,较高的介电常数,较低的介电损耗,BT-BNT40的介电稳定性最好居里温度随BNT含量的增加而升高,当BNT含量为0.6mol时Tc=210℃。

Nb掺杂BaTiO%_3-Bi_(0.5)K_(0.5)TiO_3陶瓷系统PTCR性能的研究

采用固相反应法制备了Nb2O5掺杂的(1-x)BaTiO3-xBi0.5K0.5TiO3(BT-BKT,0≤x≤0.02)系统陶瓷,研究了Nb2O5和BKT掺杂量对该系统陶瓷显微结构和电性能的影响。结果表明:BaTiO3陶瓷的晶格轴率c/a值随着BKT含量的增加而变大,陶瓷具有良好的晶粒和明显的晶界。BT-BKT陶瓷的居里温度(Tc)也随着BKT的加入向高温移动,当x=0.01时,Tc提高到150℃,但室温电阻率(ρRT)随着BKT含量的增加也快速增大。

无铅高居里点BaTiO_3-Bi_(0.5)K_(0.5)TiO_3陶瓷的制备及其PTC性能的研究

采用固相反应法制备了(1-x)BaTiO3-xBi0.5K0.5TiO3(BT-BKT,x=0,0.1和0.2),对陶瓷样品进行X射线衍射、扫描电镜、介电常数-温度及电阻率-温度测试分析,研究了掺杂BKT对该系统陶瓷相组成、显微结构和电性能的影响。结果表明:BaTiO3陶瓷的晶格参数c轴值随着BKT含量的增加基本不变,而a轴值有所减小。BT-BKT陶瓷的居里温度(Tc)随着BKT的加入向高温移动,当x=0.1和0.2时,Tc分别提高至170℃和185℃左右;但室温电阻率随着BKT含量的增加明显增大。

Ca掺杂(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_3-BaTiO_3压电陶瓷结构与性能

采用传统电子陶瓷工艺制备了(Bi0.5Na0.5)0.93(Ba1-xCax)0.07TiO3(x=0.02,0.04,0.06,0.08或0.10)陶瓷,研究了Ca掺杂量对陶瓷的结构、介电、压电性能的影响。结果表明,陶瓷样品均形成了单一的钙钛矿结构固溶体。陶瓷的介电、压电性能受Ca掺杂量的影响显著。所有陶瓷样品均表现出弥散相变特征。x=0.04时,室温εr达到最大值1451.7,且tanδ较小,为0.042;当x=0.06时,d33和kp达到最大,分别为140.5pC/N和19.7%。

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。

(Na_(0.5)Bi_(0.5))TiO_3基无铅压电陶瓷研究进展

综述了(Na_(0.5)Bi_(0.5))TiO_3(简写为NBT)基无铅压电陶瓷的发展现状、特性及影响因素,用分子轨道理论解释了NBT强铁电性的成因,对研究较多的三个体系:NBT-ATiO_3(A=Ca,Sr,Ba)、NBT-BNbO_3(B=Na,K)和NBT-Ln掺杂体系给予了概括介绍,内容包括成分配比、性能和应用,并提出了NBT基无铅压电陶瓷的设计原则。

(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_3系无铅压电陶瓷研究现状与展望

BNT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、易控制性等优点而倍受青睐。本文介绍了无铅压电陶瓷的研究概况、相变过程及其基本性质、制备工艺,根据已有的研究经验着重对BNT陶瓷掺杂改性进行了探讨,并展望了它的发展前景。

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。

银掺杂Bi_(0.5)(Na_(0.825)K_(0.175))_(0.5)TiO_3陶瓷的结构与性能

采用传统固相法制备了无铅压电陶瓷Bi0.5(Na0.825K0.175)0.5TiO3+x%Ag2O(BNKTA-x,质量分数x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,1.0,1.5),利用XRD、SEM等测试技术分析表征了该体系陶瓷的结构、压电与介电性能。XRD分析表明,在1 175℃/2 h烧结条件下,当Ag的质量分数低于1.0%时,陶瓷呈单一相的钙钛矿结构。所有陶瓷晶粒大多成四方晶形,晶界明显,表面致密度高,Ag的引入促进了陶瓷晶粒的生长。另外,加入Ag后,陶瓷样品气孔率降低,当Ag的质量分数在0.3%附近时陶瓷的致密性最好。BNKTA-x体系陶瓷具有较好的电学性能:压电常数d33=147 pC/N,机电耦合系数kp=0.31,介电常数rε=1 059,介电损耗tanδ=0.029,机械品质因数Qm=247。

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。

(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)。

(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_3系无铅压电陶瓷特性与原子组成的关系

整体考虑ABO3型钙钛矿结构压电陶瓷中的A位和B位离子的离子半径、原子量和电负性对压电陶瓷特性的影响,定义了一个包含有A-位和B-位离子的质量差M、离子半径差R及电负性差X有关的综合因子F(w),该因子与自发极化密切相关。研究了(Bi0.5Na0.5)TiO3基压电陶瓷的压电性能与F(w)的关系发现,机电耦合系数k33、kp随着F(w)的增加而相应增大,当F(w)为160～165时,kp增加迅速,其后增加缓慢;F(w)与k33则近似直线关系。

Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3基无铅压电陶瓷的研究进展

Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3基无铅压电陶瓷是目前应用前景最广阔的一类无铅压电陶瓷,本文综述了无铅压电陶瓷的发展概况,系统地概括了国内外从离子掺杂、添加第二组元形成固溶体和晶粒定向生长形成织构陶瓷3个方面对改善Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3基无铅压电陶瓷性能的研究现状,对无铅压电陶瓷的发展进行了展望。

Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3-K_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3无铅压电陶瓷的制备与性能

采用传统的干压成型法制备了Na0.5Bi0.5TiO3-K0.5Bi0.5TiO3无铅压电陶瓷,研究了不同K0.5Bi0.5TiO3含量对Na0.5Bi0.5TiO3-K0.5Bi0.5TiO3陶瓷的微观结构与电性能的影响规律。结果表明,Na0.5Bi0.5TiO3-K0.5Bi0.5TiO3无铅压电陶瓷随K0.5Bi0.5TiO3含量增加,晶格常数增大,密度减小,晶粒尺寸减小,压电常数先增大后减小,介电常数增大,介电损耗增加,机械品质因数下降,而居里温度不断升高,在200℃附近存在由铁电相向反铁电相转变的一个相变点,组分为0.84 Na0.5Bi0.5TiO3-0.16 K0.5Bi0.5TiO3的陶瓷位于准同型相界附近,具有最佳的压电性能。

La掺杂(Na_(0.5)Bi_(0.5))_(0.82)(K_(0.5)Bi_(0.5))_(0.18)TiO_3系统无铅压电陶瓷的制备工艺探讨

采用传统陶瓷工艺,研究了制备[(Na0.5Bi0.5)0.82(K0.5Bi0.5)0.18]1-xLaxTiO3(x=0.00,0.01,0.03,0.05,0.10)无铅压电陶瓷的工艺条件对陶瓷的物相组成、显微结构和压电性能的影响。利用XRD、SEM等技术分析结果表明,合成温度的提高有利于主晶相的形成,且此系统烧成温度范围较窄,故需控制在合适的烧成温度下才能得到高致密度的陶瓷。同时,研究了极化工艺条件对材料压电性能的影响,结果表明,提高极化电场强度、控制适当的极化温度有利于提高材料的压电性能。

K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3掺杂对BaTiO_3陶瓷介电性能的影响

采用固相反应法制备了(K0.5Na0.5)NbO3_BaTiO3体系陶瓷。借助XRD、SEM和阻抗分析仪研究了掺杂(K0.5Na0.5)NbO3(简写为KNN)对陶瓷微结构及介电性能的影响。结果表明,掺杂KNN的陶瓷均呈单一的钙钛矿结构;掺杂KNN能促进陶瓷的烧结和提高陶瓷的致密度。BaTiO3陶瓷在高温端的电容变化率随KNN量的增加显著减小。陶瓷晶粒尺寸随KNN的增加(KNN掺杂量≤3 mol%)逐渐变小。掺杂3 mol%和5 mol%KNN的BaTiO3陶瓷满足EIA X7R特性。

(Na_(1-x)K_x)_(0.5)Bi_(0.5)TiO_(3-x)SrTiO_3-0.3Mn陶瓷的性能研究

采用固相法制备了(Na1-xKx)0.5Bi0.5TiO3-xSrTiO3-0.3Mn系无铅压电陶瓷,研究了该系统的压电性能。XRD分析表明所得陶瓷样品在室温下均为三方、四方共存的钙钛矿结构,随着Sr的增加三方相减少四方相增加。该体系样品具有优异的压电性能,在Sr含量为0.02时,压电常数d33、平面机电耦合系数kp和厚度机电耦合系数kt同时达到最大值,分别为171pC·N-1、33.1%和30.5%,Sr具有"软性"添加物的作用。