掺杂PZT压电陶瓷材料的研制及其发展趋势

在介绍掺杂PZT压电陶瓷材料制备的基础上,总结出生产掺杂PZT材料的最佳烧成条件,指出所研制的样品已达到或超过压电点火材料的水平,但所选系统仍有潜力可挖,只要工艺合适,性能完全能再提高,对无铅压电陶瓷材料的发展趋势进行了展望。     

掺杂PZT压电陶瓷材料的研制及其发展趋势

在介绍掺杂PZT压电陶瓷材料制备基础上总结出生产掺杂PZT材料的最佳烧成条件.研究表明,文章所研制的样品已达到或超过压电点火材料的水平,但所选系统仍有潜力可挖,只要工艺合适,性能完全能再提高.同时还介绍了无铅压电陶瓷材料的发展趋势.     

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。     

Co2O3掺杂0.85PZT-0.15PZN压电陶瓷的性能

研究了添加Co2O3对0.85PZT-0.15PZN陶瓷的压电和介电性能的影响.研究结果表明:随着Co2O3掺杂量从0增加到0.4%,介电损耗因子tanδ大幅降低,同时压电常数d33和介电常数εr降低.当添加质量分数为0.4%的Co2O3时,tanδ,d33,εr分别由未掺杂时的0.024,360 pC/N,1 100降低到0.003,220 pC/N,600.当添加Co2O3超过0.4%时,d33,εr,tanδ的下降趋于平缓;当添加Co2O3超过0.7%时,陶瓷的漏电流增加,难以极化.实验发现,添加质量分数为0.4%的Co2O3比未掺杂陶瓷的烧成温度降低了近100℃,并且形成了晶粒尺度在1.O～2.5μm均匀致密的陶瓷.     

PZT6.5 MHz压电陶瓷滤波器的设计与工艺研究

介绍了6.5 MH z压电陶瓷滤波器的设计原理和制备工艺。通过对锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷材料的改性,确定了滤波器陶瓷材料的配方,通过对分割电极的设计,实现了二重模滤波器的电容耦合;经过不断的试验和工艺改进,使产品性能达到了预期的目标。     

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     

La2 O3掺杂对BaBi4 Ti4 O15陶瓷压电性能的影响

采用传统固相烧结工艺制备了La掺杂量分别为0,0.1,0.25,0.5 mol的BaBi4Ti4O15 (BBT) 压电陶瓷.通过SEM和XRD分析了BBT陶瓷的表面形貌和物相结构;用介电常数测试仪(LCR)和准静态d33测试仪分别测量了陶瓷的介电常数,介电损耗和压电常数.结果表明:A位La掺杂并未改变BBT陶瓷的晶体结构; 虽然随着La掺杂量的增加(从0～0.5 mol),陶瓷的烧结温度有所提高(从1120℃提高到1150℃),然而它拓宽了BBT陶瓷的烧结温区(从20℃提高到50℃),并细化了陶瓷晶粒; La掺杂量为0.1时,BBLT陶瓷的压电常数比未掺杂的陶瓷增大了将近一倍(13pC/N),同时,与其它掺杂量的BBLT陶瓷相比,该掺杂量的BBLT陶瓷具有同频率下最大的介电常数及最小的介电损耗.     

烧结条件和Zr掺杂对PZT和PT陶瓷性能的影响

报道了对粉末烧结法制备PZT(Pb(Zr，Ti(1-x)O3)和PT(PbTiO3)的工艺研究．分析了不同的升温速度、保温温度、保温时间对复合钙钛相PZT和PT的微观结构、稳定性、粒径、组分等所产生的影响．用X射线衍射仪对不同工艺条件制备的PZT和PT进行了结构分析,认为烧结温度对产品纯度影响明显，而保温时间对其无明显影响，通过Zr掺杂控制可得到符合要求的晶体四方度，但掺杂过量会产生有害的焦绿石相.     

PZT压电薄膜的压电系数d 31的测量及其微悬臂梁简谐振动模拟

介绍了一种应用微悬臂梁结构，简单直接测量其中压电薄膜PZT的横向压电系数d31的方法。利用微悬臂梁器件本身和普通仪器，通过测量电压作用下微悬臂梁所产生的挠度值即可获得d31。还介绍了应用所测的d31对微悬臂梁的谐振进行有限元模拟的方法，及与振动实验结果的比较。     

CeO2掺杂KNN-LiSbO3无铅压电陶瓷的压电性能研究

利用传统固熔烧结法研究了Ce掺杂的95KNN-5LiSbO3无铅压电陶瓷（简称KNN-LS）的微观结构、压电性质、老化率和防潮性能。实验结果显示,掺杂CeO2对KNN-LS陶瓷在烧结温度、质量损耗、压电性质和微观结构有特殊的影响规律,本文从微观反应机理上对其做了解释。成功制备出高压电常数（255pC/N）、高致密度（98.1%）、低老化率和高防潮性能的无铅压电陶瓷样品,表明这是一种很有应用潜力的无铅压电材料。     

E—S法测量压电元件压电应变常数d33的研究

压电应变常数d33是表征压电元件压电性能的重要参数之一,本研究从d33的定义出发,利用压电元件的逆压电效应,给出一种测量d33常数的新方法－－E－S法,文中通过实验对具体的压电陶瓷片的d33进行了测量,并将E－S法与准静态法的测试结果进行比较分析,结论表明这种方法具有较高的精度。     

O.05Ba(Cu1/2W1/2)O3-O.95PZT的性能研究

采用固相合成法制备0．05Ba(Cu1／2W1／2)03-0．95PZT三元体系压电陶瓷，研究了烧结温度对压电陶瓷压电性能的影响；通过XRD和SEM测试发现材料仍为钙钛矿结构，显微分析表明晶粒之间结合紧密，颗粒大小均匀；实验结果表明，压电陶瓷的压电系数d33为605pC／N，机电耦合系数Kp为0．37左右，机械品质因数Qm为60。     

BaTiO3基抗还原陶瓷材料的研究

研究了ＢａＴｉＯ３基抗还原陶瓷材料的结构和介电性质,讨论了ＺｒＯ２、ＭｎＯ和ＢＴ系中摩尔比ｍ对瓷料抗还原性能和介电性能的影响。通过调整上述参量加入适量的添加剂,获得了在氮气中烧成并符合Ｆ组性能要求的ＢａＴｉＯ３基抗还原陶瓷材料。     

PZT／环氧树脂0—3型压电复合材料性能的研究

制备了以环氧树脂为基体，不同ＰＺＴ材料为压电相的两种０－３型压电复合材料。研究了极化工艺参数和陶瓷粉末对压电系数ｄ－３３的影响，结果表明，复合材料的压电系数ｄ－３３先随极化合场Ｅ和极化时间ｔ的增加而增加，之后趋于恒定。ＰＺＴ体积含量增加，介电常数ε２减小，则复合材料压电系数ｄ－３３增加。     

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。     

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.     

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。     

Sb对Li掺杂的KNN无铅压电陶瓷性质的影响

采用传统工艺制备了无铅压电陶瓷(Na0.5K0.45Li0.05)SbxNb1-xO3,研究了Sb掺杂对其压电、铁电、介电等性质的影响.实验结果表明,样品的居里点(Tc)、正交-四方相变温度(TT-O)均随Sb含量的增加而降低,掺杂7 mol%Sb时,样品的居里点从454℃降至345℃,TT-O从100℃降至室温以下.Sb5+的引入限制了晶粒的生长,但提高了样品的致密度,从而提高了样品的压电、铁电性能.组分为(Na0.5K0.45Li0.05)Sb0.05Nb0.95O3的样品具有较为优异的性能:d33=241 pC/N,Qm=50,kp=38.3%,d31=-83 pC/N,g31=-0.08 Vm/N,Pr=17 μC/cm2,同时,该组分样品表现最"软",具有相对最高的弹性柔顺常数S11E=14.2.     

(Na0.5Bi0.5)TiO3基无铅压电陶瓷材料的研究进展

综述了国内外关于(Na0.5Bi0.5)TiO3(简称BNT)基无铅压电陶瓷材料的发展进程及研究现状,着重介绍了BNT基无铅压电陶瓷的制备工艺和掺杂改性,并对其发展趋势进行了展望.     

掺杂Bi2O3及Sb2O3的SnO2陶瓷气敏性研究

本文以SnO2 为基质材料 ,在其中掺杂了Bi2O3 及Sb2O3 利用烧结法制得陶瓷气敏材料 ,并研究了材料对CO、H2、乙醇及液化气的气敏性能 ,得出了一些具有指导意义的结论。