(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.     

BNT-BKT-BiCrO3压电陶瓷的压电性能和退极化温度

采用传统陶瓷制备方法,制备了一种新型无铅压电陶瓷材料(1-x-y)Bi0·5Na0·5TiO3-xBi0·5K0·5TiO3-yBiCrO3(简写为BNT-BKT-BC-x/y).研究了该体系陶瓷微观结构、压电性能和退极化温度的变化规律.结果表明:除x=0·18、y=0·025的组成析出第2相外,其他组成陶瓷均能够形成纯钙钛矿固溶体,陶瓷三方、四方共存的准同型相界(MPB)成分范围为x=0·18~0·21,y=0~0·02.在准同型相界成分附近该体系陶瓷压电性能达到最大值:d33=168pC·N-1,kp=0·326.采用平面机电耦合系数kp和极化相位角θmax与温度的关系确定的退极化温度基本相同,陶瓷的退极化温度随BC含量的增加一直降低,随BKT含量的增加先降低后升高.     

纯PZT陶瓷的低温介电性质与压电性质

在4.2至300K的低温范围内对组分邻近于准同型相界的纯钛锆酸铅压电陶瓷(PZT)的介电性质和压电性质进行了实验研究.结果表明,组分紧靠准同型相界的PZT具有最大的介电和压电活性.结果还表明,至少有两个弛豫过程对纯PZT的介电性质和压电性质有所影响.文中指出了导致这些弛豫过程的可能机制,讨论了50/50组分在其ε_(33)~T-T曲线上于150K附近出现的拐变现象.     

(Bi0.95Na0.75K0.2-xLix)0.5Ba0.05TiO3无铅压电陶瓷性质研究

采用溶胶-凝胶法制备了(Bi0.95Na0.75K0.2-xLix)0.5Ba0.05TiO3(NBT-KBT-BT xLi)微粉,并利用此微粉烧结出高密度无铅压电陶瓷.研究了陶瓷表面的显微结构,发现陶瓷主要组成为钙钛矿相结构,Li 的引入使陶瓷中产生呈针状的第二相.介电温谱表明该系列陶瓷是典型的弛豫型铁电体,居里温度在330℃附近.测量NBT-KBT-BT xLi陶瓷的压电常数,发现当x=0.05时,样品的压电常数d33高达197 pC/N,机电耦合系数kt为0.33,损耗tanδ为0.05,相对电容率rε为789.     

准同型相界处BNBT无铅压电陶瓷的研究

探索了准同型相界处BNT—BT（简称BNBT）二元体系无铅压电陶瓷的制备工艺及制备条件。采用XRD、SEM等测试技术,分析了制备工艺和制备条件对准同型相界处BNBT压电陶瓷晶体的微观结构、压电性能、介电性能等的影响,从而确定出最佳的制备工艺和制备条件。利用谐振-反谐振法得出最佳制备条件下制备的BNBT无铅压电陶瓷的介电性、压电性分别为：d33=120pC／N,εr=626,kp=20．34％,Qm=205．34。     

Bi1/2Na1/2TiO3-BaTiO3系无铅压电陶瓷制备工艺的优化及其结构分析

借助正交试验设计，通过对无铅压电陶瓷压电、介电性能的测试，研究了BaTiO3含量、预烧温度、烧结温度及保温时间对（1-x）（Bi1／2Na1／2）TiO3-xBaTiO3（简写为BNBT-100x）陶瓷性能的影响。研究结果表明制备BNBT系陶瓷的最优化工艺条件为：BaTiO3摩尔分数x=0．06、预烧温度850℃、烧结温度1130℃、保温时间2h。通过XRD分析了BNBT系压电陶瓷的晶体结构类型、晶胞参数及晶格畸变随着BaTiO3摩尔分数的变化，确定了该体系的三方-四方的准同型相界在x=0．06～0.08之间。     

(Bi0.5 Na0.5)TiO3-BaTiO3系陶瓷的介电弛豫性能

采用传统压电陶瓷固相合成法制得了纯钙钛矿相的(1-x)(Bi0 5Na0.5)TiO3-xBaTiO3(J=0．02,0．04,0．06,0．08,0．10)(简写作BNBT)系无铅压电陶瓷研究了1kHz条件下室温到400℃的温度范围内BNBT试样的介电温谱以及3种不同频率下(1、10、100kHz)BNBT-6试样的介电温谱,发现材料在研究组成范围内均为弛豫型铁电体。采用HRTEM研究了该系统的畴结构,表明BNBT钙钛矿结构铁电体的介电性能与复合离子的有序无序排列密切相关,纳米尺度有序微畴对介电弛豫起着重要作用。     

优化的B位离子氧化物共烧法制备钙钛矿结构的PYN-PZN-PT三元铁电陶瓷

通过优化B位离子氧化物共烧方法,成功制备出具有纯钙钛矿结构的Pb(Yb1/2Nb1/2)O3-Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PYN-PZN-PT)三元铁电固溶体陶瓷,有效地抑制PZN基陶瓷制备过程中烧绿石相的形成.选取(0.48-x)PYN-0.52PZN-xPT(x=0.24~0.28),对三元体系的相结构、铁电、压电和介电性能进行了研究.结果表明:烧结得到的陶瓷致密均匀无杂相,晶粒尺寸2~4μm;随着PT含量的增加,物相经历了从三方相到三方和四方相共存的准同型相界(MPB)、再到四方相的结构演变;MPB附近的组分具有优异的性能,性能最好的组分是0.21PYN-0.52PZN-0.27PT,其压电系数d33=550pC/N,室温介电常数ε′=2 070,矫顽场Ec=19.9kV/cm,居里温度TC=260℃;陶瓷样品的介电温谱表现出介电弥散以及介电峰的展宽等类弛豫体的特点.     

B位复合离子取代对Na1/2Bi1/2TiO3无铅压电陶瓷介电特性的影响

采用传统陶瓷制备方法,制备无铅新压电陶瓷材料(1-x)Na1/2Bi1/2TiO3-xNa1/2Bi1/2(Sb1/2Nb1/2)O3.利用X射线衍射,精密阻抗分析仪研究Na1/2Bi1/2TiO3陶瓷B位复合离子(Sb1/2Nb1/2)4+取代对晶体结构、弥散相变与介电弛豫行为的影响,并根据宏畴-微畴转变理论探讨该体系陶瓷产生介电弛豫的机理.研究结果表明,在所研究的组成范围内,陶瓷材料均能够形成纯钙钛矿固溶体.该体系陶瓷具有2个介电反常峰tf和tm,表现出与典型弛豫铁电体明显不同的弛豫行为,掺杂量低的陶瓷仅在低温介电反常峰tf附近表现出明显的频率依赖性,而掺杂量高的陶瓷材料在室温和tf之间都表现出明显的频率依赖性.     

优化的B位离子氧化物共烧法制备钙钛矿结构的PYN—PZN—PT三元铁电陶瓷

通过优化B位离子氧化物共烧方法,成功制备出具有纯钙钛矿结构的Pb（Yb1/2Nb1／2）O3-Pb（Zn1／3Nb2／3）O3—PbTiO3（PYN-PZN-PT）三元铁电固溶体陶瓷,有效地抑制PZN基陶瓷制备过程中烧绿石相的形成．选取（0．48-x）PYN-0．52PZN-xPT（x=0．24～0．28）,对三元体系的相结构、铁电、压电和介电性能进行了研究．结果表明：烧结得到的陶瓷致密均匀无杂相,晶粒尺寸2～4μm;随着PT含量的增加,物相经历了从三方相到三方和四方相共存的准同型相界（MPB）、再到四方相的结构演变;MPB附近的组分具有优异的性能,性能最好的组分是0．21PYN-0．52PZN-0．27PT,其压电系数d33—550pC／N,室温介电常数ε′=2070,矫顽场Ec=19．9kV／cm,居里温度Tc=260℃;陶瓷样品的介电温谱表现出介电弥散以及介电峰的展宽等类弛豫体的特点．     

BaxSr(1-x)TiO3弛豫铁电体的制备及性能研究

用传统的固相反应法制备Ba0．5Sr0.5TiO3和Ba0.7Sr0.3TiO3 2种Ba,Sr比的BST陶瓷体．并研究了其介电性和弛豫性,由频谱关系和温谱关系了解到,A位取代的BST复合钙钛矿结构仍具有和铅系B位取代陶瓷相类似的弛豫性。     

Zr含量对大功率0.125PMN 0.875PZT陶瓷压电性能的影响

采用二次合成法制备不同zr含量（x=0.46～0.52）的0.125 Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-0.875PbZr_xTi_1-xO₃（0.125PMN-0.875PZT）三元压电陶瓷。采用x线衍射仪（XRD）、阻抗分析仪等对陶瓷进行表征和性能测试,考察了Zr含量变化对陶瓷烧结相结构、体积密度、介电和压电性能的影响。结果表明:采用二次合成法,制备了纯钙钛矿相结构的陶瓷;当x=0.48～0.50时,0.125PMN-0.875PZT陶瓷处于四方一三方准同型相界（MPB）.在x=0.49时制备的0.125PMN-0.875PZT陶瓷性能最佳,体积密度为7.84 g/cm³,介电损耗低至0.76%,相对介电常数为2 130,压电常数为:320 pC/N,机电耦合系数达0.61,机械品质因数为76。     

准同型相界内KNN-LS-BF无铅压电陶瓷的烧结与压电性能

采用传统的陶瓷工艺制备成分处于准同型相界(MPB)内的无铅压电陶瓷0.956K0.5Na0.5NbO3-0.004BiFeO3-0.04LiSbO3(0.956KNN-0.004BF-0.04LS),研究烧结温度对陶瓷的结构与压电、介电性能和相变温度的影响.研究结果表明:所有样品均为单一的钙钛矿结构;在1100℃以下烧结的样品的相结构均呈现明显的正交相与四方相共存的特征,同时略偏向四方相区;适当的烧结温度的提高,能促进陶瓷的致密化;随着烧结温度的升高,陶瓷的压电性能先显著提高后降低,陶瓷的介电损耗先降低后提高,但对正交相与四方相转变温度(θ0-1)和居里温度(θc)的影响比较小;当烧结温度为1100℃时,陶瓷具有最好的压电与介电性能,其压电常数(d33)高达297 pC/N,机电耦合系数(kp)高达54％,居里温度为355℃,tanδ为2.6％,这表明0.956KNN-0.004BF-0.04LS无铅压电陶瓷具有广阔的应用前景.     

固相法制备新型KNN基近红外透明陶瓷

采用传统固相烧结工艺,注重烧结时的气氛控制,制备了铌酸钾钠(KNN)基无铅透明陶瓷xBa(Sc0.5Nb0.5)O3-(1-x)(K0.5N0.5)NbO3.并对其相结钩、微观结构、压电性能和透光率进行了研究.结果表明:该体系陶瓷具有准立方钙钛矿结构,没有其他杂相,晶粒大小与可见光波长相当,高度致密,无明显的晶界存在.在x=0.05时,d33最高可达到110 pC/N.同时该材料具有良好的透明性,在可见光范围内,透过率达到47％左右,近红外2500 nm处,透过率接近70％,是一种有望取代铅基透明陶瓷的环境友好型无铅透明陶瓷.     

Ho掺杂BaTiO3陶瓷的制备及其正电子湮没研究

采用固相反应法制备了掺杂不同量Ho2O3的Ba1-xHoxTiO3陶瓷(x分别为:0,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%,0.6%,0.7%);对其室温电阻率进行了测量,结果显示其室温电阻率随掺杂量增加呈U型变化曲线;借助XRD物相分析手段对所制备样品进行了研究,表明其结构均为钙钛矿结构;采用正电子寿命谱学的方法研究了不同掺杂量Ho2O3所引起的结构缺陷.     

Relaxor behavior of (1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3 ceramics

n the present work, the phase transitions and relaxor behavior of (1−x)Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-xPbTiO₃ (PMN-PT, x = 0.2―0.4) ferroelectric ceramics have been investigated by means of X-ray diffraction, di-electric spectroscopy, the P-E hysteresis loop measurements and Raman scattering techniques. Structural analysis revealed that with the increase of PbTiO₃ content, PMN-PT ceramics experienced a gradual phase transition process from rhombohedral to tetragonal. It is usually believed that such kinds of phase transitions resulted in the linear decrease of relaxation degree. Surprisingly, our analy-sis of the dielectric spectra revealed that the indicator of the degree of diffuseness γ reached the maximum value near morphotropic phase boundary (MPB) (x = 0.32), then decreased with the further increase of PbTiO₃ content. The large dielectric relaxor feature near MPB may be attributed to the for-mation of ordered nanodomains, resulting from complex coexisting nanostructures. Further, the P-E hysteresis loop measurements and Raman analysis of the B-site cation order correlated well with the dielectric measurement results. It was found that the hysteresis loop squareness R_sq received the minimum value while the inverse of the value of full wide of half maximum (FWHM) of A_1g mode reached the maximum value at MPB composition, which showed similar trends to γ.     

Na0.4725K0.4725＋xLi0.055Nb1＋xO3无铅压电陶瓷制备及性能研究

采用传统固相反应制备了Na0.4725K0.4725＋xLi0.055Nb1＋xO3无铅压电陶瓷,研究了KNbO3对Na0.4725K0.4725＋xLi0.055Nb1＋xO3材料晶体结构和压电性能的影响．XRD图谱表明,随着KNbO3含量的增加,在0．08〈x〈0．12处为材料的正交相和四方相共存的准同型相界．组成为Na0.4725K0.5725Li0.055Nb1.1O3的陶瓷具有优异的电学性能,d33达178pC／N,kp达0．288,εr为642,Qm为41．     

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.