LiSbO3含量对BiMnO3掺杂K(0.5)Na(0.5)NbO3陶瓷的结构与压电性能的影响研究

采用传统陶瓷常压烧结工艺制备(0.996–x)KNN-0.004BM-xLS(x=0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06)无铅压电陶瓷,着重研究了LS的含量对(0.996–x)KNN-0.004BM-xLS陶瓷相结构和压电性能的影响。结果表明,当x≤0.02时,陶瓷具有单一的正交相结构;当0.03≤x≤0.05时,陶瓷具有正交相与四方相共存的过渡结构;当x=0.06时,陶瓷具有单一的四方相结构。陶瓷的MPB成分范围在0.03≤x≤0.05。随着LS含量的增加,陶瓷材料的d33和kp均先增加后减小,当x=0.05时,均达到最大值,分别为230 pC/N和0.42;陶瓷的To-t和Tc均向低温方向移动;当x=0时,陶瓷的To-t和Tc分别为455和215℃;当x=0.02时,陶瓷的To-t和Tc分别为385和150℃;当x=0.06时,To-t和Tc分别降至370℃和75℃。

模板晶粒定向生长技术制备(Na0.8K0.2)0.5Bi0.5TiO3无铅压电陶瓷的性能研究

以熔盐法和质子取代法制备的片状Nb2O5粉体为模板晶粒,固相法合成的(Na0.8K0.2)0.5Bi0.5TiO3(NKBT)粉体为基料,分别采用固相压制成型(干法)和流延成型(湿法)工艺制备出具有较高取向度的织构化NKBT无铅压电陶瓷,研究了两种成型工艺对NKBT无铅压电陶瓷的显微结构、压电性能和介电性能的影响。结果表明:采用湿法工艺制备的织构陶瓷的各项性能优于干法工艺,采用湿法工艺在1150℃保温5 h时,可以获得较高织构度(f=0.66)的NKBT无铅压电陶瓷,并具有优异的压电和介电性能:压电常数d33=149 pC/N,介电常数εT33/ε0=912和平面机电耦合系数kp=29.4%。

(Na_(0．5)K_(0．5))NbO_3基无铅压电陶瓷的研究进展

由于钙钛矿结构无铅压电陶瓷具有高的压电性能,已成为无铅压电陶瓷研究的热点．本文综述了钙钛矿结构无铅压电陶瓷(Na_(0．5)K_(0.5))NbO_3的研究进展和趋势．重点从添加第二组元、添加助烧剂、取代改性和制备方法四个方面,归纳和分析了(Na_(0．5)K_(0．5))NbO_3基无铅压电陶瓷的研究开发进展,并对(Na_(0.5)K_(0．5))NbO_3基无铅压电陶瓷今后的研究和发展提出一些建议．

制备工艺对织构化0.94(Na_(0.5)K_(0.5))NbO_3-0.06LiNbO_3无铅压电陶瓷结构及性能的影响

采用两步法烧结工艺制备高织构化的0.94(Na0.5K0.5)NbO3-0.06LiNbO3(简称为KNLN6)无铅压电陶瓷。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、铁电测试系统和准静态分析仪研究制备工艺对织构化KNLN6陶瓷显微结构和铁电压电性能的影响,并确定最佳的极化工艺。结果表明:随着第一步烧结温度的提高,织构化KNLN6压电陶瓷有序度逐渐提高,晶粒尺寸逐渐变大,矫顽场(Ec)逐渐降低,剩余极化强度(Pr)先增加后降低。当极化条件为极化电压25 kV/cm、极化温度80℃、极化时间15 min时,在1 180℃保温5 min,然后在1 000℃保温10 h的高织构化KNLN6陶瓷的压电常数(d33)达到282 pC/N,较之前文献报导提高20%。

(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_3陶瓷高频介电性能研究

以传统电子陶瓷工艺制备了致密性较好的(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷。研究了(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷在低频及高频的介电性能。结果表明:在低频和高频,(K0.5Na0.5)NbO3的介电性能随频率的增加而减小;在高频,介电损耗随频率的增加先增加后减小。(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷在高频(8-18GHz)时的介电常数实部,虚部及介电损耗分别为150-430,5-110和0.07-0.28。

0.992K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3-0.008BiFeO_3无铅压电陶瓷制备及压电性能研究

以水热法制备的KNbO3,NaNbO3,BiFeO3(BF)粉体等为原料,采用常压烧结法在1065℃下烧结2h制备了0.992K0.5Na0.5NbO3-0.008BiFeO3无铅压电陶瓷,并研究了BiFeO3掺杂对0.992K0.5Na0.5NbO3-0.008BiFeO3无铅压电陶瓷结构和压电的影响.研究结果表明:BiFeO3掺杂使K0.5Na0.5NbO3无铅压电陶瓷正交相减弱,晶粒尺寸由6μm减小到1μm;压电性能有一定提高,压电常数(d33)、机电耦合系数(kp)分别达到120pC/N和37.8,居里温度Tc由444.4℃减少至420.6℃.

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。

无籽固相生长工艺制备KNN基无铅压电单晶

采用无籽固相生长技术,成功制备了低含量LiBiO_3(LB)掺杂的K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3(KNN)单晶,并系统地研究LB的掺杂量和烧结工艺(烧结温度、保温时间)对KNN晶体生长行为的影响。研究结果表明:在较窄的烧结温度范围内,通过在KNN基陶瓷中引入微量的LB,可以从基体中成功获得大的KNN单晶颗粒;当在同一烧结温度和相同保温时间条件下,随着LB掺杂量的增加,KNN陶瓷基体的晶体异常长大的转化面积逐渐减少;当样品的成分和烧结温度相同时,延长保温时间,晶粒可以继续长大。所生长的铌酸钾钠单晶最大一维尺寸达到厘米级。掺杂量为0.45at%的KNN晶体的结构和电学性能被测试分析,结果表明:所制备的KNN晶体的综合性能高于目前大部分采用的布里奇曼法、顶部籽晶生长法、浮区法等溶液/熔体法生长的KNN晶体,具有极大的潜在应用价值。

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。

乙醇基溶胶-凝胶法制备BNKLT粉体及压电陶瓷

以乙醇为溶剂,氧化物和碳酸盐为原料,采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了Bi0.5(Na0.7K0.2Li0.1)TiO3(BNKLT)纳米粉体和无铅压电陶瓷。利用IR,TG-DSC,XRD,SEM等测试技术研究了乙醇基Sol-Gel法制备BNKLT纳米粉体及无铅压电陶瓷的工艺参数。实验表明,乙酰丙酮与钛酸四丁酯的摩尔比N≥1.0时,反应温度60℃,pH=2.0～2.5时,能制备出稳定性良好的乙醇基溶胶,凝胶在600℃内预烧即可获得单一钙钛矿结构的BNKLT纳米粉体,晶粒大小约20nm,并于1 050℃条件下烧结出致密度较高的陶瓷。性能测试表明,该方法制备的压电陶瓷俱有优良的电学性能:压电常数d33=192pC/N,机电耦合系数kp=0.32,介电常数εr=1 096,介电损耗tanδ=0.039,品质因数Qm=79。

K_(0.5)Na_(0.5)NbO_(3^-)LiSbO_(3^-)BiFeO_3/CuFe_2O_4复合陶瓷的制备与磁电性能研究

采用传统的固相法制备了(1x)(K0.5Na0.5NbO3-LiSbO3-BiFeO3)-xCuFe2O4(x=0.1,0.2,0.3,0.4)磁电复合陶瓷,并借助X射线衍射仪、扫描电镜和磁电耦合系数测试仪等对复合陶瓷的微结构和性能进行了分析.结果表明,复合陶瓷的K0.5Na0.5NbO3-LiSbO3-BiFeO3和CuFe2O4物相之间发生了一定的离子相互扩散作用,且两相的颗粒大小匹配性较好.随着CuFe2O4含量增加,复合陶瓷的压电系数从130pC/N减小到30pC/N,饱和磁致伸缩系数从4.5×10-6增加到12.4×10-6左右,磁电耦合系数表现出先增加后减小,在x=0.3时获得最大的磁电耦合系数9.4mV·cm-1·Oe-1.