PMZNT弛豫铁电陶瓷在不同外电场下的介电特性

对ＰＭＮ－ＰＺＮ－ＰＴ弛豫铁电陶瓷在不同外电场下的介电特性进行了研究．结果表明：直流偏压场与交流测试场对弛豫铁电体的作用相反，增大偏压场导致介电常数的降低，而增大测试场则使介电常数升高．同时频率色散度也呈现了不同的变化趋势．利用超顺电理论及多畴态模型对上述结果进行了定性分析．

直流偏压对PMZNT弛豫铁电陶瓷介电性能的影响

对PMN－PZN－PT系弛豫铁电陶瓷的直流偏压特性进行了研究，直流偏压使介电常数的最大值εmax下降，介电常数最大值对应的温度Tmax升高，频率色散受到压抑．同时使介温曲线变得平坦．应用冻结偶极子、慢偶极子的概念，对实验结果进行了分析．

A位稀土离子La^(3+)掺杂BNBST弛豫铁电陶瓷的储能特性增强研究

在A位稀土离子La^(3+)掺杂BNBST中设计Sr^(2+)空位进行电荷补偿,采用传统固相法制备了Bi_(0.3)Na_(0.3)Ba_(0.12)Sr_(0.28-1.5x)□_(0.5x)La_(x)TiO_(3)陶瓷(缩写为BNBSLxT,x=0、0.01、0.03、0.05、0.07),研究了不同La^(3+)离子掺杂量对陶瓷相结构、微观结构、介电性能及储能特性的影响。结果表明:所有陶瓷均为单一钙钛矿结构,La^(3+)掺杂可细化晶粒。随着La^(3+)掺杂量增加,陶瓷的剩余极化值大幅度降低,电滞回线从“宽胖型”转变为“细长型”,显著增强了储能特性。BNBSL0.05T陶瓷具有高介电常数ε_(r)(>2000@1 kHz)和低介电损耗tanδ(<10^(-2)@1kHz),在95 kV/cm电场下的储能密度和效率分别为W_(rec)=1.56 J/cm^(3)和η=85.88%,同时具有良好的温度、频率和循环稳定性,可作为低电场下高储能密度脉冲功率陶瓷电容器的候选材料。

B位稀土Y^(3+)掺杂增强BNBST弛豫铁电陶瓷的介温稳定性与储能特性研究

采用固相法制备了(Bi_(0.5)Na_(0.5))_(0.65)(Ba_(0.3)Sr_(0.7))_(0.35)Ti_(1-x)Y_(x)O_(3)(缩写为BNBSTY_(100x),x=0、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10)陶瓷,系统研究了B位稀土Y3+掺杂对BNBST陶瓷的相结构、微观结构、介电性能及储能特性的影响。结果表明:当Y^(3+)掺杂量较少时(x≤0.04),陶瓷呈现单一的赝立方钙钛矿结构;当Y^(3+)掺杂量较大时(x≥0.06),出现了第二相Y_(2)Ti_(2)O_(7)。Y^(3+)掺杂后,陶瓷晶粒逐渐细化且致密度及均匀性良好,陶瓷的介电峰逐渐被抑制并拓宽展平,介温稳定性获得改善,提高了高温条件下的阻抗值。同时,陶瓷的P-E电滞回线显著变细,所制备的BNBSTY_(6)陶瓷在100 kV·cm^(-1)的低电场下实现了高的有效储能密度(Wrec=1.27 J·cm^(-3))和储能效率(η=89%),并具备良好的温度、频率稳定性和抗疲劳循环特性,可作为陶瓷电容器候选材料在较宽温度范围内使用。

掺杂Ba(Zr_(0.15)Ti_(0.85))O_(3)陶瓷的结构与电性能研究

采用固相烧结法制备了不同氧化钬掺杂量的Ba(Zr_(0.15)Ti_(0.85))O_(3)(BZT)陶瓷,对比分析了未掺杂和掺杂不同含量氧化钬的BZT陶瓷的物相组成、显微组织、介电性能和铁电性能。结果表明:未掺杂或氧化钬掺杂量较小(质量分数≤2%)的BZT陶瓷主要以单相固溶体形式存在;当氧化钬质量分数增加至3%及以上时,BZT陶瓷中形成新的Ho_(2)Ti_(2)O_(7)相;掺杂氧化钬的BZT陶瓷晶粒尺寸明显小于未掺杂氧化钬的BZT陶瓷,且随着氧化钬掺杂量的增加,BZT陶瓷的平均晶粒尺寸逐渐减小。此外,随着氧化钬掺杂量的增加,BZT陶瓷的ε_(r RT)和tan δ_(RT)先增加后减小,当氧化钬质量分数为2%时可以得到高ε_(r RT)、低tan δ_(RT)的BZT陶瓷。掺杂氧化钬的BZT陶瓷具有弛豫铁电陶瓷特征,氧化钬质量分数为2%~7%的BZT陶瓷的剩余极化强度均低于未掺杂氧化钬的BZT陶瓷,且剩余极化强度随着氧化钬掺杂量的增加逐渐减小;掺杂氧化钬的BZT陶瓷的矫顽电场均小于未掺杂氧化钬的BZT陶瓷,且矫顽电场随着氧化钬掺杂量的增加逐渐减小;BZT陶瓷剩余极化强度和矫顽电场的变化主要与BZT陶瓷内部相变、晶粒尺寸等有关。

弛豫铁电陶瓷有序-无序结构对其相组成和介电性能的影响

简要介绍了弛豫铁电陶瓷的有序 -无序结构及其对材料相组成和介电性能的影响。

含铅基弛豫铁电陶瓷制备技术的研究进展

介绍了含铅弛豫铁电陶瓷制备技术的研究进展 ,并对近两三年出现的机械化学合成、低温燃烧合成、液相包裹法、微乳液法和改进混合氧化物法等一些新制备技术及其特点进行了综合评述。

弛豫型铁电陶瓷(1-x)Pb(Sc_(1/2)Ta_(1/2))O_3-xPbTiO_3研究进展

钽钪酸铅陶瓷具有优良的介电、压电和铁电性能,但烧成温度高、居里点较低。为降低钽钪酸铅陶瓷的烧结温度并提高其居里点,人们合成了钽钪酸铅-钛酸铅(简称PSTT)材料体系。该文综述了弛豫型铁电陶瓷PSTT体系在相图与结构、制备和性能等方面的研究进展,探索了一种合成PSTT陶瓷新工艺,介绍了PSTT材料体系的重要应用领域。

(1-x)Pb(Sc_(0.5)Ta_(0.5))O_3-xPbTiO_3弛豫铁电陶瓷介电和压电性能的研究

采用氧化物混合烧结法,在烧结温度为1250℃的条件下,制备了(1-x)Pb(Sc0.5Ta0.5)O3-xPbTi O3弛豫铁电陶瓷,并对其压电性能和介电性能进行了研究.发现在x=0.45时,(1-x)Pb(Sc0.5Ta0.5)O3-xPbTi O3弛豫铁电陶瓷体系具有较好的压电性能和介电性能,实验结果表明该体系的准同型相界应该在x=0.45附近.

制备铅系弛豫铁电陶瓷的反应机理研究进展

综述了制备含铅基弛豫铁电陶瓷的化学反应机理的研究进展,提出改进铅系弛豫铁电陶瓷制备技术几点措施。

弛豫铁电陶瓷PST中反相畴结构的HREM研究

本工作用高分辨电子显微学方法研究了弛豫铁电陶瓷Ｐｂ（Ｓｃ＿（０．５）Ｔａ＿（０．５）Ｏ＿３（ＰＳＴ）中的有序－无序结构，直接观察到有序－无序结构畴界及反相畴界（ＡＰＢｓ），对反相畴界的结构进行了分析，指出在ＰＳＴ中的反相畴往往是｛１１１｝面的层错，晶格位移在｛１１１｝方向上，位移量是｛１１１｝。提出了在ＰＳＴ中ＡＰＢｓ形成的机制。

PBSZT弛豫铁电陶瓷偏压压电效应的研究

研究了镧和铋掺杂的锆钛酸铅钡锶（ＰＢＳＺＴ）弛豫铁电陶瓷在不同直流偏压及温度下的介电常数ε３３、平面机电耦合系数ｋｐ 和等效横向压电常数ｄ３１。实验表明，ＰＢＳＺＴ弛豫铁电陶瓷的ｄ３１值可由直流偏压控制且温度系数远小于ＰＭＮ－ＰＴ系陶瓷。室温下镧和铋掺杂的ＰＢＳＺＴ陶瓷在１０ ｋＶ／ｃｍ 的偏压下｜ｄ３１｜分别为２１０ ｐＣ／Ｎ和２２０ ｐＣ／Ｎ。

(1-x)PST-xPZT弛豫铁电陶瓷的介电与压电性能研究

以普通氧化物烧结方法(一步法)和先驱体法(两步法),在1200℃～1350℃的温度下,制备了(1-x)Pb(Sc0.5Ta0.5)O3-xPb(Zr0.52Ti0.48)O3(以下简称PSTZT)弛豫铁电陶瓷.实验发现在所有掺杂成分中,各种烧结温度都得到了钙钛矿含量很高(几乎100%)的PSTZT陶瓷样品.SEM分析表明,PSTZT陶瓷晶体颗粒饱满、晶界明显,形状比较有规则;从介电性能和压电性能分析可以看出,两种工艺制备的PSTZT陶瓷样品的电学性能没有明显的区别.

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.

弛豫铁电单晶/压电陶瓷混合激励换能器

为了降低纵向换能器尺寸并提高发射带宽和发送电压响应,研究了一种弛豫铁电单晶/压电陶瓷混合激励换能器,换能器由[011]方向极化PIN-PMN-PT单晶和PZT-4压电陶瓷混合激励,利用多模态振动耦合的原理,通过单晶的32模式振动,可以灵活调整两种振子之间的驱动能力和刚度分配。首先通过四端网络法得到了换能器等效电路并计算了其谐振频率,然后利用有限元方法对换能器进行了仿真优化,最后制作了试验样机并进行了测试分析。换能器样机外径86 mm、长度80 mm,工作频带13~38 kHz,最大发送电压响应为144.9 dB,带内发送电压响应起伏小于6 dB,具有良好的宽带、小尺寸工作性能。

X7R弛豫复相铁电陶瓷的研究

以PZN-BT(低温相)、PMN-PT(高温相)为起始组元,采用混合烧结法制备了具有X7R介电特性电子瓷料,其介电温谱在55^+125℃范围内相当平坦,室温相对介电常数高达3 877,并从离子的键型分析了影响介电温度稳定性的原因,初步探讨了提高介电温度稳定性的机制。

BaTiO_3-Bi(Ni_(2/3)Nb_(1/3))O_3弛豫铁电陶瓷结构、介电与储能性能研究

采用固相法制备(1-x)BaTiO_3-xBi(Ni_(2/3)Nb_(1/3))O_3(x=3,5,7,10,15,20mol%)(简称BTBNN)弛豫铁电陶瓷,研究了BTBNN陶瓷的结构、介电性能和铁电性能.研究结果表明,Bi(Ni2/3Nb1/3)O3(简称BNN)可以有效降低BaTiO3陶瓷的烧结温度.XRD表明BTBNN陶瓷的晶体结构随BNN含量的增加从四方相转变为伪立方的钙钛矿结构.介电温谱结果表明BTBNN陶瓷表现出弛豫铁电陶瓷的特征,最大介电常数εm随BNN含量增加逐渐减小,而最大介电常数对应的温度Tm呈现先减小后增加的趋势.当x=20mol%时,BTBNN陶瓷获得250kV/cm的击穿电场和2.03J/cm3的可释放能量密度.

弛豫铁电单晶与陶瓷片的导波接收性能对比研究

弛豫铁电单晶PMNT的生长成功是铁电领域里的一项重大突破,弛豫铁电单晶材料以其优异的压电性能引起了国际上的极大关注,其压电系数、机电耦合系数分别高达2000PC/N和0.9以上,应变量达到1.7%,机电转换效率和应变量大大超过了现有PZT压电陶瓷材料,特别使用于导波传感器的研制。本文通过与PZT-5材料的传感器进行导波接收实验对比分析,发现弛豫铁电单晶材料的传感器能够获得更高的回波幅值,缺陷效果更明显。

弛豫铁电单晶弯曲梁矢量水听器研究

研制了一种弛豫铁电单晶(PMNT)二维矢量水听器,矢量通道和声压通道分别由两个正交压电单晶复合弯曲梁振子和PZT-5压电陶瓷圆管组成。基于弹性力学理论和水下质点振速测量原理对弯曲梁矢量水听器进行建模,推导给出了接收电压灵敏度表达式,分析了弯曲梁应力分布对矢量水听器接收性能的影响以及PMNT压电单晶材料与弯曲梁结构的匹配问题。在理论分析的基础上,研制了PMNT压电单晶和PZT、-5压电陶瓷矢量水听器样品并进行测试。测试结果表明:压电单晶矢量水听器与压电陶瓷矢量水听器相比,接收电压灵敏度提高11 dB,自噪声降低3 dB,测试结果与理论结果相符。

PLZT驰豫铁电陶瓷偏压压电效应的研究

本文研究了铌掺杂的ＰＬＺＴ驰豫铁电陶瓷在不同直流偏压及温度下的介电常数ε３３，平面机电耦合系数ｋｐ和等效横向压电常数ｄ３１。实验表明，铌掺杂的ＰＬＺＴ驰豫铁电陶瓷的ｄ３１值可由直流偏压控制及ｄ３１值的温度系数远小于ＰＭＮ－ＰＴ系陶瓷。室温下２ｍｏｌ％和３ｍｏｌ％的铌掺杂的ＰＬＺＴ１０／６５／３５驰豫铁电陶瓷在１０ＫＶ／ｃｍ的偏压下｜ｄ３１｜分别为２０５ｐＣ／Ｎ和１６０ｐＣ／Ｎ。根据公式ｄ３１＝２·Ｑ１２·Ｐ３·ε０·ε３３计算了不同偏压下的ｄ３１值。