锰、钴掺杂PBSZT压电陶瓷性能的研究

为制备大功率低损耗压电陶瓷材料,对铅基压电陶瓷材料Pb0.9Ba0.05Sr0.05(Sn1/3Nb2/3)0.06(Zn1/3Nb2/3)0.06Ti0.44Zr0.44O3 0.5wt%Sb2O3(质量分数,下同)进行掺杂改性研究,结果表明钴最好的掺杂量为0.3wt%~1.0wt%,此时陶瓷可得到较好的综合性能。0.5wt%锰掺杂可得性能为介电损耗tanδ=0.47%、机械品质因素Qm=2065、机电耦合系数Kp=0.515、压电常数d33=322、介电常数εr=1470。在适量的钴和锰同时掺杂时可得到更低的介电损耗(0.45%)和较好的压电性能,表明同时掺杂可最优地降低介电损耗。     

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.     

预烧工艺对KNLNT基陶瓷相结构和电性能的影响

采用传统固相法制备了(K0.46Na0.50Li0.04)(Nb0.85Ta0.15)O3(KNLNT)无铅压电陶瓷材料,研究了不同预烧温度和不同预烧保温时间对KNLNT基无铅压电陶瓷的相结构、显微结构和电性能的影响.结果表明:当预烧850℃保温9h时,1135℃烧结2h的陶瓷材料各项性能较佳,其电性能参数分别为d33=248pC/N,εr=1130,tanδ=0.019,Kp=0.54,Qm=70,Pr=28.38μC/cm,Ec=14.31kV/cm.     

PZT/NiCoCu铁氧体磁电复合材料的相结构和电性能

采用传统固相法合成了0.9{Pb[Zr0.23Ti0.36+0.02(Mg1/2W1/2)+0.39(Ni1/3Nb2/3)]O3}(简称PZT基压电陶瓷)/0.1{Ni0.8Co0.1Cu0.1Fe2O4}(简称NCCF)磁电复合陶瓷材料,研究了该材料在不同烧结温度下的相结构、介电和压电性能.结果表明,该复合材料经不同温度烧结后,仍保持PZT基压电陶瓷和NiCoCu铁氧体的各自相结构,没有新相生成.在1 200℃下烧结时,材料具有较好的综合电性能:d33=317 pC/N,εr=2 593,tanδ=0.017.表明该磁电复合材料可能在高密度信息存储器方面表现出较大的潜在应用.     

五元系PMMSN压电陶瓷材料及其低温烧结

设计并研究了一种新型五元系压电陶瓷材料Pb(Mg1/3Nb2/3)a(Mn1/3Nb2/3)b(Mn1/3Sb2/3)cZrdTieO3(PMMSN).以材料的准同型相界附近的组成为研究对象,采用普通合成法、不同合成路径的先驱体法进行材料合成,通过添加低温烧结促进剂实现低温烧结,并研究其对材料性能的影响.结果表明,三组元复合先驱体法合成材料的性能最佳,1100℃烧结样品的性能参数为Qm=1916,kp=0.56,d33=326pC/N,ε33T/ε0=1349,tanδ=0.0043.添加Si O2,CdO可使材料烧结温度降低到850℃～950℃,且基本保持了材料的特性,在低温共烧叠层功率型压电陶瓷器件方面显示出好的应用前景.     

大各向异性改性PbTiO3压电陶瓷材料设计与研究

自行设计一种以 (Mn1/ 3 Sb2 / 3 ) 4+ B位取代Ti4 + 为特征的新型改性PT压电陶瓷材料 ,典型配方主要性能参数为 :TC=2 52℃、εT3 3 /ε0 =1 60、tgδ =1 % ;d3 3 =70× 1 0 -12 C/N、kt=0 .60、kp≈ 0、kt/kp→∞ ;Qm=4 3、Nt=2 0 0 4Hz·m .该材料具有良好的烧结特性及高厚度机电耦合系数、大压电各向异性、低机械品质因素、小介电常数等优异特性 ,在超声换能器尤其是NDT探头、水听器及宽带高频滤波器的研制上显示出好的应用前景 .     

铈掺杂对0.70PZN-0.15PT-0.15BT压电陶瓷结构与电性能的影响

采用两步合成法制备了CeO2掺杂Pb1-xCex/2(Zn1/3Nb2/3)0.70Ti0.3Ba0.15O3(0.70PZN-0.15PT-0.15BT-x,x=0.00,0.02,0.04,0.06)压电陶瓷,研究了铈含量变化对0.70PZN-0.15PT-0.15BT-x压电陶瓷材料相结构及其相关电性能的影响.随CeO2含量增加,居里温度升高,当x=0.04时,其压电系数d33达到225pC/N.     

微波烧结法制备Fe2O3掺杂0.55PNN-0.45PZT压电陶瓷及性能

微波烧结是一种新型、高效的陶瓷烧结工艺,具有升温速度快、节能省时、改善微观结构、降低烧结温度等特点。本文采用微波烧结工艺制备了Fe2O3掺杂的0.55Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-0.45Pb(Zr0.3Ti0.7)O3(简写为0.55PNN-0.45PZT)压电陶瓷,烧结温度为1200℃、保温时间为2h。利用X射线衍射(X-Ray Diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、阻抗分析仪及铁电分析仪等测试表征方法,研究了Fe2O3掺杂对陶瓷的结构、介电以及压电性能的影响。结果表明,所有陶瓷样品均为钙钛矿结构,随着Fe2O3掺杂量的增加,压电和介电性能呈先增加后减小趋势。当Fe2O3掺杂量为0.8%(质量分数)时,陶瓷达到最优电学性能:压电常数d33、平面机电耦合系数kp、相对介电常数εr和介电损耗tanδ分别为d33=520pC/N,kp=0.51,εr=4768,tanδ=0.026。     

稀土掺杂对BSPT压电陶瓷的性能影响

在0.36 BiScO3-0.64 PbTiO_3(BSPT64)系压电陶瓷中,掺入适量稀土元素氧化物(Tm_2O_3、Sm_2O_3),采用固相烧结工艺制备出性能得到改善的高居里温度压电陶瓷.XRD图谱表明少量稀土掺杂不影响材料晶体结构,SEM图样表明稀土掺杂对晶粒尺寸有影响,Tm2O3和Sm2O3可促进晶粒生长,提高材料致密度.适量的稀土氧化物掺杂可调节陶瓷性能,当掺入Sm2O3的质量分数达到0.100%时,材料的相对介电常数εT33/ε0=2 199;当掺入Tm2O3的质量分数达到0.075%时,压电应变常数d33=480 p C/N.     

PNW和PMS变化对PNW-PMS-PZT压电陶瓷结构和性能的影响

采用传统陶瓷工艺制备了(Pb0.95Sr0.05)[(Mn1/3Sb2/3)x(N i1/2W1/2)y(Zr1/2Ti1/2)z]O3(PNW-PMS-PZT)四元系压电陶瓷,研究了室温下PMS和PNW含量对PNW-PMS-PZT相结构、介电性能和压电影响,实验表明所有陶瓷样品的相结构为100%钙钛矿结构,综合考虑rε、tanδ、kp、Qm和Tc,可以得出组分为x=0.06,y=0.02,z=0.92的陶瓷可以用作大功率压电陶瓷变压器。     

微波烧结法制备Fe2O3掺杂0.55PNN-0.45PZT压电陶瓷及性能

 微波烧结是一种新型、高效的陶瓷烧结工艺,具有升温速度快、节能省时、改善微观结构以及降低烧结温度等特点.本文采用微波烧结工艺制备了Fe₂O₃掺杂的0.55Pb(Ni_1/3Nb_2/3)O₃-0.45Pb(Zr_0.3Ti_0.7)O₃(简写为0.55PNN-0.45PZT)压电陶瓷,烧结温度为1200℃、保温时间为2h.利用X射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM)、阻抗分析仪及铁电分析仪等测试表征方法,研究了Fe₂O₃掺杂对陶瓷的结构、介电以及压电性能的影响.结果表明,所有陶瓷样品均为钙钛矿结构,随着Fe₂O₃掺杂量的增加,压电和介电性能呈先增加后减小趋势.当Fe₂O₃掺杂量为0.8%(质量分数)时,陶瓷达到最优电学性能：压电常数(d₃₃)、平面机电耦合系数(k_p)、相对介电常数(ε_r)和介电损耗(tanδ)分别为d₃₃=520pC/N,k_p=0.51,ε_r=4768,tanδ=0.026.     

PZT掺杂Ba(Cu1/2W1/2)O3的压电陶瓷的性能研究

采用固相合成法制备了(1-xmol％)PZT—xmol％Ba(Cu1／2W1／2)O3三元体系压电陶瓷，研究了三元体系内Ba(Cu1／2W1／2)O3的掺杂比例x对材料的压电性能和介电性能的影响；讨论了Ba^2 、Cu^2 、W^6 离子对PZT压电陶瓷进行改性的作用机理；通过XRD和SEM测试手段，分析了物相组成和微观结构与材料性能的关系，发现合成的PZT材料均为钙钛矿结构，显微分析表明晶粒发育良好，其尺寸大约在3．5μm之间；实验结果表明，配方为0．95PZT-0．05Ba(Cu1／2W1／2)O3压电陶瓷的d33可达605pC／N，材料的机电耦合系数Kp约为0．4，材料机械品质因数均低于100，但相对介电常数εr由544提高到1400。     

改性 PbTiO_3 压电陶瓷工艺的研究

针对改性ＰｂＴｉＯ３压电陶瓷制造过程中ＰｂＯ挥发严重的问题，通过降低烧结温度和增加ＰｂＯ气氛两种方法对系统的压电性能进行了研究，得到了烧结温度低、ＰｂＯ挥发量低、压电性能优良的改性ＰｂＴｉＯ３陶瓷．对高含铅量陶瓷材料的研究有指导意义     

高介、低损耗Ba(Ti,Zr)O_3基电容器陶瓷的研究

采用正交设计实验法研究了配方对Ba(Ti,Zr)O3(BTZ)基电容器陶瓷介电性能的影响 ,得到了影响BTZ基陶瓷介电性能的主次因素 ,各因素水平影响其性能的趋势 对介电常数而言 ,主次影响因素的顺序为Nb2 O5、BaZrO3/BaTiO3、ZnO、CeO2 ;对介质损耗而言 ,主次影响因素的顺序为Nb2 O5、ZnO、CeO2 、BaZrO3/BaTiO3 同时得到了介电常数最大的配方和介质损耗最小的配方 通过正交设计实验得到了综合性能最佳的BTZ基陶瓷 ,它具有高介 (ε)≥1 32 0 0低损耗 (tanδ) <60× 1 0 - 4 和高耐压 (大于 5MV/m) 探讨了各组分对BTZ基陶瓷介电性能影响机理 ,为研制高介、低损耗、高耐压电容器陶瓷提供依据     

无机材料PZT(MNN)压电陶瓷的研制

通过介绍锆、钛、酸铅三元系陶瓷即PZT(MNN)压电陶瓷的合成过程 ,从而可知因陶瓷料配方不同而有不同的性能 ,并可找出这种压电陶瓷在研制过程中原料的最佳用量、配方以及其他有关生产工艺的最佳条件 ,研制出了性能好、用途广、参数优于一般指标的压电陶瓷材料     

KNN基无铅压电陶瓷的研究进展

KNN基无铅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最重要的无铅压电材料之一.本文主要综述近期国内外有关铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的制备新技术,以及在掺杂改性方面的研究进展,并展望了其发展趋势.     

无铅压电陶瓷研究进展

无铅压电陶瓷的研究和开发是当前压电铁电材料领域的研究热点之一.综述了Bi0.5Na0.5TiO3基、K1-xNaxNbO3基、铋层状结构、钨青铜结构及BaTiO3基5类无铅压电陶瓷的研究进展,分析和评价了陶瓷体系、改性方法、制备工艺及陶瓷的压电铁电性能,重点讨论了Bi0.5Na0.5TiO3基与K1-xNaxNbO3基无铅压电陶瓷的体系构建、相变特性及电学性能的温度稳定性等关键科学和技术问题,并就无铅压电陶瓷今后的研究开发提出了几点建议.     

大各向异性锑锰改性PbTiO3压电陶瓷制备工艺研究

实验研究了以（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３）＾４＋Ｂ位取代Ｔｉ＾４＋为特征的大各向异性改性ＰｂＴｉＯ３压电陶瓷制备工艺,通过详细研究工艺条件对改性ＰｂＴｉＯ３陶瓷性能的影响。确定了其较佳工艺参数,在优化的工艺条件下,该陶瓷具有高压电活性,大压电各向异性,小介电常数,低机械品质因素,在多种压电超声换能器的研制方面显出良好应用前景。     

压电陶瓷的应用进展与发展趋势

概述了压电陶瓷的发展现状,详细介绍了其在压电频率控制器、压电变压器、压电换能器和压电超声马达等方面的应用情况,最后从无铅压电陶瓷、压电复合材料和纳米压电陶瓷等几个方面探讨了其发展趋势．