Co、Sm共掺杂PZN-PZT压电陶瓷的低温烧结与电性能研究

试验采用传统固相法,成功制备出Co、Sm共掺杂的Pb_(0.95)Ba_(0.05)(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_(0.2)(Zr_(0.52)Ti_(0.48))_(0.8)O_(3)+0.6mol%Co_(2)O_(3)+0.04mol%Sm_(2)O_(3)三元系压电陶瓷。研究分析了不同烧成温度下PZN-PZT压电陶瓷材料的压电性能、介电性能、相组成及其微观结构。结果显示,Co、Sm共掺杂不仅改善了PZN-PZT的压电、介电综合性能:d_(33)=301 pC/N,K_(p)=0.72,ε_(r)=1486.46,tanδ=0.11%,Q_(m)=515,而且将材料的烧成温度降低到950℃。

锰掺杂对0.2PZN-0.8PZT陶瓷压电性能的影响

研究了锰掺杂对0.2PZN-0.8PZT(PZNT)陶瓷微观结构及压电性能的影响,结果表明:随锰离子的添加,陶瓷晶粒长大,烧结致密;晶格发生畸变,体系的相结构由四方相向三方相过渡,居里点降低.此外,锰掺杂使材料体系'变硬',εT33/ε0和tanδ变小,Qm值增加,同时瓷体较高的致密度又保证了Kp不致降低.

中温烧结PZN-PZT系陶瓷的压电性能研究

在多层压电器件的研制过程中，为实现压电陶瓷和Ａｇ／Ｐｄ内电极的共烧结，本文对中温１１００～１１４０℃范围烧成的ＰＺＮ－ＰＺ－ＰＴ系压电陶瓷的电性能进行了研究，结果表明，保温时间对该组成的压电介电性能有重要的影响，随保温时间的延长，ｄ３３从４２０×１０－１２Ｃ／Ｎ增加到 ５６０×１０－１２Ｃ／Ｎ， Ｔ３３从 ２１８０增加到 ２９００。

PZN-PZT压电陶瓷及其PVDF压电复合材料的制备和性能

采用固相烧结法合成了 PZN- PZT(铌锌锆钛酸铅 )三元系压电陶瓷烧结块材和粉末 ,并采用 XRD、SEM等测试方法对其结构和性能进行了分析。PZN- PZT常压烧结陶瓷具有优良的压电性能 ,PZN- PZT颗粒粒径在 0 .5～ 4 μm之间 ,颗粒形态不太规整。采用溶液共混法将 PZN- PZT粒子均匀分散于 PVDF基体中 ,制备了 PZN- PZT/PVDF0 - 3型压电复合材料。研究了 PZN- PZT质量分数、极化电场等因素对该压电复合材料压电和介电性能的影响。实验结果表明 ,选用压电活性更高的压电陶瓷粉末进行复合 ,可有效提高压电复合材料的压电性能。增加 PZN-PZT质量分数。

Nb_2O_5掺杂对PZN-PZT压电陶瓷微观结构和电性能的影响

研究了施主掺杂离子Nb^5＋对Pb（Zn1/3Nb2/3）0.2Ti0.4Zr0.4O3 （PZN-PZT） 压电陶瓷微观结构和电性能的影响. Nb2O5加入量为0.0%～1.0%, 样品制备采用钶铁矿前驱体方法. 通过扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）分析, 确定了Nb2O5在钙钛矿主晶格中的固溶限度为0.5%左右. 少量Nb2O5能够抑制晶粒生长, 并导致四方相向三方相转变和晶体四方度的降低;而过量Nb2O5对晶粒尺寸、相转变和晶格畸变没有显著影响. 材料的电性能随Nb2O5加入量的增加而呈现极值型变化, 最优电性能在固溶限度处.

热压和常压烧结PZN-PZT陶瓷的温度稳定性

采用热压烧结和常压烧结的方法制备了高压电性能的掺La0.3PZN-0.7PZT压电陶瓷,测定了二种试样的谐振频率、弹性柔顺系数、相对介电常数、介电损耗、机电耦合系数和压电应变常数等性能随温度的变化,并对实验结果进行了分析和讨论。实验结果表明,与常压烧结PZN-PZT陶瓷的性能相比,热压烧结试样的压电应变常数更高,温度稳定性更好。结构致密、纯度高有助于压电陶瓷材料温度稳定性的提高。

铬掺杂的PSN-PZN-PZT四元系压电陶瓷材料的研究

用传统固相合成方法制备了Pb(Sn1/3Nb2/3)O3-Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbZrO3-PbTiO3(简写为PSN-PZN-PZT)四元系压电陶瓷材料,主要研究Cr离子掺杂对此材料的微观结构以及压电、介电性能的影响.通过对XRD衍射谱图分析可知,随着Cr的掺杂量的增大,该系统材料的三方相的含量减少,准同相界的位置向三方相移动;SEM照片显示,晶粒尺寸随Cr的量增大而增大,在0.5wt%含量时晶粒分布均匀且大小较为一致;ERP结果表明,Cr2O3在材料中主要以Cr3+、Cr5+存在.且结合材料的性能参数分析,增加Cr的含量会促使Cr离子由高价向低价转化.当Cr2O3的掺杂量为0.5wt%时,PSN-PZN-PZT材料的综合性能较好.

A位取代对PZN-PNN-PZT压电陶瓷性能的影响

以固态氧化物为原料,采用固态合成工艺制备Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-Pb(ZrTi)O3(PZN-PNN-PZT)压电陶瓷,并研究了锆钛比(r(Zr)/r(Ti))、Ba2+的A位取代及Ba2+、La3+的A位复合取代对压电陶瓷电性能的影响。结果表明,PZN-PNN-PZT压电陶瓷在r(Zr)/r(Ti)=1.03下,进行Ba2+,La3+的A位复合取代后,即式子在Pb0.92Ba0.04La0.04(Ni1/3Nb2/3)y(Zn1/3Nb2/3)z Zrm Tin O3时压电性能最佳,其介电常数εT33/ε0=5 657,压电常数d33=709pC/N,机电耦合系数kp=0.69,品质因数Qm=45,居里温度TC=180.9℃。

热压法制备0.3PZN-0.7PZT压电陶瓷研究

研究了热压法制备０．３ＰＺＮ－０．７ＰＺＴ系压电陶瓷过程中，铅含量以及热压和退火工艺对材料性能的影响．实验结果表明，适当降低铅含量、提高退火温度和退火时间可得到性能优良的压电陶瓷．制得的压电陶瓷密度接近理论密度，电性能指标为： ｄ_（３３）＝７１５ ｐＣ／Ｎ， Ｋ_ｐ＝０．６５， ｔｇδ＝２．９％， εｒ＝３４５７， Ｑ_ｍ＝５０．１．

炭黑改性PZN-PZT/PVDF压电复合材料的制备与性能

将导电炭黑掺杂的聚偏氟乙烯(PVDF)与铌锌锆钛酸铅(PZN-PZT)陶瓷粉体复合,制备0-3型压电复合材料,研究了炭黑添加量对压电复合材料电性能的影响。结果表明,适量的导电炭黑可以明显提高复合材料的极化和压电性能。当炭黑含量为0.3%时,压电复合材料的综合性能最佳,剩余极化强度Pr达到5.37μC.cm-2,矫顽场EC为57kV.cm-1,介电常数εr为177.2,压电常数d33达到39.7pC/N。

铁掺杂四方、三方两相共存PZN-PZT陶瓷的Raman散射分析

Raman散射常用于研究温度变化时铁电体的各种相变,如铁电-顺电相变等,但是,利用Raman散射研究掺杂诱导的相变并不常见。本文采用Raman散射研究了铁掺杂Pb(Zn1/3Nb2/3)0.2(Zr0.5Ti0.5)0.8O3(PZN-PZT)铁电陶瓷中三方-四方共存现象。通过分析四方相E(3TO)和A1(3TO)模式与三方相Rl模式,确定了铁掺杂对PZN-PZT陶瓷中三方-四方共存结构的影响。这一结果,得到了XRD相分析的验证。因此,通过对Raman散射中三方-四方振动模式的分析,可以表征掺杂诱导的PZT基陶瓷中三方-四方相结构变化趋势。

五元系PZN-PSN-PMS-PZT压电陶瓷的研究

对PZN-PSN-PMS-PZT五元系压电陶瓷的烧结温度(1200～1280°C)、Zr/Ti与性能的关系以及部分Sr2+、Ba2+取代Pb2+对材料性能的影响进行了研究。实验结果表明:当Zr/Ti=0.455/0.435,掺Sr2+、Ba2+(摩尔分数均为2%)时,在1260°C,2h条件下烧结,样品的品质因数Qm为1671;介电常数εTr3为1294;压电常数d33为285pC·N-1;介质损耗tanδ为0.004;机电耦合系数kp为0.522;居里温度TC为295°C;矫顽场强Ec为19kV·cm-1,显示出该五元系具有很大的应用价值和发展潜力。

0-3型PZN-PZT/PVDF压电复合材料的制备工艺条件优化

采用固相法合成了性能良好的PZN-PZT陶瓷粉体。将压电陶瓷粉体分散于PVDF基体中,制备了0-3型PZN-PZT/PVDF压电复合材料。研究了复合材料的复合工艺、极化参数与压电陶瓷的含量对复合材料压电性能的影响。结果表明,溶液混合工艺较好,且当极化电场强度为6kV·mm-1、温度为110℃进行极化20min时,陶瓷粉体质量分数为90%的复合材料的压电性能最好,压电常数d33值达35.9pC·N-1。

烧结工艺对PSN-PZN-PMS-PZT瓷性能的影响

采用二次合成工艺得到了Pb(Sn1/3Nb2/3)0.03(Zn1/3Nb2/3)0.03(Mn1/3Sb2/3)0.04Zr0.435Ti0.465O3(PSN-PZN-PMS-PZT)五元系压电陶瓷。分析讨论了压电陶瓷的烧结温度与体密度、气孔率、晶粒大小及介电、压电性能的关系。并研究升温速度,保温时间对介电、压电性能的影响。结果表明,升温速度过快时材料致密性下降;烧结温度1 260℃保温3 h,得到一种综合性能优良的压电材料。其主要参数:r为1 390,d33为300 pC/N,kp为55.1%,Qm为1 180,tg为0.30?02。

镧掺杂PZN-PZT陶瓷及其PVDF压电复合材料的制备与性能

采用固相烧结法合成了不同镧掺杂量的PZN-PZT压电陶瓷和粉体．并用XRD分析了陶瓷的晶相，扫描电镜观察到PZN-PZT陶瓷粉体形态不太规整，颗粒粒径主要分布在1～4μm之间．将PZN-PZT粒子均匀分散于PVDF基体中，制备了PZN-PZT/PVDF压电复合材料．研究了镧掺杂量对PZN-PZT陶瓷及复合材料压电性能的影响．结果表明，适量的镧掺杂可有效提高复合材料的压电性能，当镧掺杂量为4％（摩尔分数）时，复合材料的压电性能最好，压电常数d33值为36pC/N。

PZT-PZN-NaNbO_3压电陶瓷的结构和性能

对(1-x)Pb0.95Sr0.05[(Zr0.54Ti0.46)0.9(Zn1/3Nb2/3)0.10]O3+xNaNbO3(简称PZT-PZN-NaNbO3)压电陶瓷的结构和性能进行了研究。结果表明,随着NaNbO3掺入量的增加,d33,Kp和介电常数εr同步增加,当添加2.5 mol%NbNaO3时,材料的晶体结构由三方相向四方相转变,在准同型相界处,d33和Kp以及介电常数εr达到最大值,继续增加NaNbO3掺入量,d33,Kp和介电常数εr开始下降;NaNbO3还可以促进陶瓷烧结,降低烧结温度;通过NaNbO3掺杂改性,得到了d33=510 PC/N,Kp=0.62,εr=2 600,tanδ=0.024的压电陶瓷。

常、热压烧结0.3PZN-0.7PZT压电陶瓷性能比较

分别采用传统烧结与热压烧结的方法制备出了 Pb0 .95 5 L a0 .0 3 (Zn1 / 3 Nb2 / 3 ) 0 .3 Zr0 .3 7Ti0 .3 3 O3 (0 .3PZN-0 .7PZT)改性三元系压电陶瓷材料 ,系统比较了二者的综合性能 ,并较为深入地探讨了其性能差异的原因。研究结果表明 ,热压烧结试样的综合性能明显高于传统烧结试样 ,而致密度高、钙钛矿相含量高是热压试样性能优越的主要原因。

PZN-PZT多元系压电陶瓷的研究进展

PZN-PZT压电陶瓷由于具有优越的电学性能和较高的居里温度而成为目前研究与应用最为广泛的多元系压电陶瓷材料之一。本文主要介绍了其结构特点、改性方法及器件应用的研究进展,并展望了其发展趋势。

锆钛比变化对PZT-PZN-PMS压电陶瓷相结构及电学性能的影响

通过传统固相法合成了四元系压电陶瓷材料Pb0.95Sr0.05(Zr1-xTix)O3-Pb(Mn1/3Sb2/3)O3-Pb(Zn1/3Nb2/3)O3(简称PZT-PMS-PZN),用XRD技术分析了陶瓷的相结构,研究了不同Zr/Ti比对该材料的机械品质因数Qm、机电耦合系数KP、压电常数d33、介电常数rε以及介电损耗tanδ的影响.结果表明,当0.46≤x≤0.50时,材料四方与菱方两相共存,即为材料的准同型相界.当x=0.48且烧结温度为1150℃时,陶瓷具有优良的综合电学性能.其主要性能参数为:εr=1 761,tanδ=0.002 8,Qm=1300,d33=351pC/N,Kp=0.58.该材料可作为大功率压电陶瓷变压器的候选材料.

化学键分散剂在PZN—PZT浆料中的分散性研究

利用异丙醇钛与长链羧酸合成了一种化学键分散剂,采用沉降实验及FT-IR技术研究了该分散剂在PZN-PZT浆料中的分散性能.结果表明,该分散剂在PZN-PZT浆料中具有良好的分散性,浆料体系达到稳定状态时所需的分散剂量对应分散剂在颗粒表面上呈单分子层成键状态,分散剂分子与颗粒表面上的羟基发生化学反应,导致二者之间呈较强的化学键结合状态,从而有力地改善了PZN-PZT浆料中的分散性、均匀性.