Lead-bismuth-free piezoceramics （Na0.5K0.44Li0.06）Nb0.95Sb0.05O3-Na5.6Cu1.2Sb10O29

Newly developed sintering aid Na5.6Cu1.2Sb10O29 (NCS) and lead-bismuth-free piezoceramics (Na0.5K0.44Li0.06) Nb0.95Sb0.05O3 (NKLNS) were prepared by the conventional solid state reaction. The effects of sintering aid NCS on the electrical properties of NKLNS were investigated. It was found that the addition of a proper amount of sintering aid NCS to NKLNS is effective not only on improving the density and the piezoelectric activity, but also on reducing the dielectric loss of NKLNS. The NKLNS doped with 0.4 mol% NCS has a piezoelectric constant d33 as high as 261pC/N and an electromechanical coupling factor k33 above 60%. These results show that NCS-doped NKLNS is a promising and practicable candidate for lead-bismuth-free piezoceramics.     

助烧剂CuAlO2掺杂(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷的微观形貌及介电性能研究

目的以偏铝酸亚铜(CuAlO_2简称CA)为助烧剂对铌酸钾钠陶瓷(KNN)进行烧结特性改善并研究掺杂陶瓷的微观结构及介电性能。方法采用传统固相法制备了不同含量CA助烧剂作为第二组元的掺杂铌酸钾钠陶瓷。结果 XRD结果表明烧结温度为1 085℃时KNN-xCA陶瓷样品具有正交相钙钛矿结构;SEM结果表明CuAlO_2助烧剂抑制KNN陶瓷晶粒生长,掺杂系数x=0.01时,KNN-xCA陶瓷晶粒均匀。在20~500℃温度范围内,掺杂系数x=0.01时,KNN-xCA样品的介电损耗较小(≤5%),介电常数较大(≥1 000),介电温度变化率较小,介电性能最佳。结论不同含量的偏铝酸亚铜(CuAlO2)掺杂改善了(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xCuAlO_2(KNN-xCA,x=0.005,0.010,0.015,0.020)陶瓷的烧结性能,微观形貌及介电性能。     

过量Na+对(K0.5Na0.5)NbO3-LiNbO3无铅压电陶瓷相组成及结构的影响

通过固相反应法预合成0.94(K0.5Na0.5)NbO3-0.06LiNbO3(KNLN6)无铅压电陶瓷粉体。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜/能谱仪(SEM/EDS)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对KNLN6试样进行性能表征。结果表明:按化学计量配比合成的KNLN6粉体中含有K3Li2Nb5O15(KLN)第二相;Na2CO3摩尔分数过量5%时,可有效地消除第二相KLN,从而获得单一钙钛矿结构的KNLN6粉体,同时,粉体的预烧温度降低了50℃;在1070℃下烧结2 h制备的Na2CO3过量5%的无铅压电陶瓷中,KNLN6晶体具有A位无序的单一正交钙钛矿结构,晶粒呈立方体状,平均尺寸约为10μm。     

无铅Bi0．5（Na0．90-xKxLi0．10）0．5TiO3-NaNbO3压电陶瓷的微结构与电学性能

采用传统陶瓷工艺制备了Bi0.5（Na0.90-xKxLi0.10）0.5TiO3-NaNbO3无铅压电陶瓷,利用XRD、SEM等测试技术分析表征了陶瓷的结构、表面形貌、介电、压电与铁电性能．研究结果表明,该体系陶瓷具有单相钙钛矿结构,NaNbO3的引入使Bi0．5（Na0．90-xKxLi0.10）0.5TiO3体系的相界发生了移动;随着钾含量的增加,NaNbO3对体系性能的影响越明显．在室温下,该体系表现出较好的压电与铁电性能：压电常数d33和机电耦合系数kp分别达到174pC／N和29．6％,陶瓷样品表现出明显的铁电体特征,剩余极化强度达到33．4μC／cm^2．     

（Ba1—xNdx）TiO3系陶瓷的电性能

研究了不同Ｎｄ＾３＾＋浓度（０．１ｍｏｌ％－２ｍｏｌ％）掺杂的ＢａＴｉＯ３陶瓷的电性能。结果表明，当Ｎｄ＾３＾＋逍度为０．１ｍｏｌ％－０．２ｍｏｌ％时，轻度Ｎｄ＾３＾＋掺杂的ＢａＴｉＯ３陶瓷呈半导性，而当Ｎｄ＾３＾＋为０．６ｍｏｌ％－２ｍｏｌ％时呈绝缘性，ＢａＴｉＯ３陶恣室温下的体电阻率ρｖ随Ｎｄ＾３＾＋浓度的变化呈Ｕ型特性曲线，当Ｎｄ＾３＾＋＝０．１５ｍｏｌ％时材料具有最低的ρｖ和最佳的正温系数     

无铅压电陶瓷的制备与性质

基于对人类环境的保护和发展环境友好材料与电子产品的要求,近年来开展了无铅压电陶瓷的研究与开发.文中在目前无铅压电陶瓷研究的基础上,进行了Ta、Li固溶改性铌酸钾钠无铅压电陶瓷(LNKNT)的制备和性质的研究.根据XRD分析,当Ta组分(x)为10%～20%时,LNKNT陶瓷室温相为单斜晶系钙钛矿相;当x=17%和20%时,形成完全固溶体,在单斜晶相-四方晶相相变温度附近出现单斜晶相与四方晶相共存的情形.文中还讨论了Ta组分对材料介电常数温度特性、压电性质的影响.当x=17%时,LNKNT陶瓷的压电常数、平面机电耦合系数和介电常数分别为235pC/N、0.49和1293.5.该陶瓷材料已经达到工业应用的要求,目前已被尝试应用于制造压电蜂鸣器.     

烧结温度对（Bi0．5Na0．5）0．94Ba0．06TiO3压电陶瓷微观结构及电性能的影响

采用传统陶瓷工艺,制备了(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3压电陶瓷.研究了烧结温度为1 120～1 180℃时陶瓷样品的密度、相组成、显微组织、压电和介电性能.结果表明,所有样品均为三方、四方相共存,有高的体密度.1 160℃烧结陶瓷,体密度可达到最大值(理论密度的98%),并且有很好的电子性能(压电系数d33=131 pC/N,平面机电耦合系数 kp=0.297,介电常数(ε)r=615,介电损耗tanδ=0.020.)     

Li2CO3掺杂0.98(K0.5Na0.5)NbO3-0.02AETiO3陶瓷的介电与压电性能

采用常规电子陶瓷工艺,制备了1.0% Li2CO3掺杂的0.98(K0.5 Na0.5)NbO3-0.02AETiO3(AE=Mg、Ca、Sr和Ba)陶瓷(NKN-AET-Li).X射线衍射图谱(X-ray diffraction:XRD)显示所有样品均为钙钛矿结构,其中NKN-CaT-Li争NKN-SrT-Li陶瓷在室温下为正交-四方共存相,同时具有高的相对密度(＞96%);Li2CO3的掺杂提高了NKN-AET-Li陶瓷的居里温度(Tc≥400℃),并明显降低了其正交-四方相变温度To-t; NKN-CaT-Li和NKN-SrT-Li陶瓷室温下具有比较高的压电性能(d33=197 pC/N,243 pC/N;kp=0.32,0.34),并且其介电及压电性能在50～200℃温度范围内均表现出优良的热稳定性.     

掺杂方式对Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3陶瓷微结构及性能的影响

采用溶-凝胶法制备Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3陶瓷粉末,以传统陶瓷制备工艺制备Mg元素掺杂的Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3陶瓷．研究MgO掺杂量为1．6％（质量分数）时,MgO固相掺杂和Mg计湿化学法掺杂两种不同的掺杂方式对Mg掺杂的Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3陶瓷显微结构及电学性能的影响．研究结果表明,当Mg掺杂量相同时,掺杂方式对Mg掺杂的Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3。陶瓷的显微结构和电学特性有显著的影响,相比纯的Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3陶瓷,两种掺杂方式中,Mg2＋湿化学法掺杂相对于MgO固相掺杂,在BSZT陶瓷中的分布更均匀,替位程度更高,所以其对介电常数的影响也相对更大．而MgO固相掺杂相对于Mg2＋湿化学法掺杂明显地促进了陶瓷晶粒的生长,提高了陶瓷的致密性,同时其击穿电场和电阻率也有较大提高．1350℃下烧结的固相MgO掺杂的Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3陶瓷性能较优,介电常数约为590,介电损耗低于0．0005,电阻率为7．78×10^13Ω·mm,击穿场强为6．56kV／mm．     

CeO2掺杂(Bi0.94Na0.89Li0.05)0.5Ba0.06TiO3压电陶瓷的微观结构与电性能

采用传统陶瓷工艺合成了CeO2掺杂(Bi0.94Na0.89Li0.05)0.5Ba0.06TiO3 (缩写为 BNBT6-0.05L)无铅压电陶瓷.研究了CeO2掺杂量(质量百分比为0~1.0%)对BNBT6-0.05L陶瓷相结构、体密度、微观结构及压电与介电性能的影响.XRD表明,CeO2扩散进入了BNBT6-0.05L陶瓷晶格内形成了纯的钙钛矿相.SEM表明,少量的CeO2掺杂,改变了陶瓷的微观结构.介电温谱表明,随着CeO2掺杂量的增加,铁电相向反铁电相转变温度(Td)降低. 室温下,CeO2掺杂量为0.2%时,BNBT6-0.05L陶瓷样品有很好的性能:体密度为5.901 g/cm3,压电常数为142 pC/N,平面机电藕合系数为31.3%, 相对介电常数为860, 介电损耗为0.02     

溶胶-凝胶法制备0.94(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_3-0.06LiNbO_3陶瓷粉体

以五氧化二铌和钾、钠及锂的碳酸盐为原料，以柠檬酸为螯合剂、乙二醇甲醚为添加剂，采用溶胶-凝胶法制备了0．94（K0．5Na0.5）NbO3-0．06LiNbO3无铅压电陶瓷粉体．研究了各种工艺条件对前驱体溶液和凝胶形成的影响，利用TG—DTA、XRD及SEM等技术研究了凝胶焙烧温度、焙烧粉体的粒度及晶形状况．研究结果表明：柠檬酸与金属离子的物质的量比[n（CA）／n（Mn^＋）]及pH值是影响前驱体溶液和凝胶形成的主要因素．用溶胶-凝胶法合成KNLN6粉体，具有合成温度低，合成的粉体晶粒细小，分散均匀等优点．     

(1-x)Bi_(0.5)(Na_(0.8)K_(0.2))_(0.5)TiO_3-xNaSbO_3无铅压电陶瓷微结构与电学性能研究

采用传统压电陶瓷工艺制备了(1-x)B i0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3-xNaSbO3无铅压电陶瓷,利用XRD、SEM等测试技术表征了陶瓷的晶相结构和表面形貌,利用一些电学仪器测试了其介电和压电性能.结果表明,该体系陶瓷具有单相钙钛矿结构,适量的NaSbO3掺杂可以提高该陶瓷的致密性.在室温下,当掺杂量为0.5%时,该体系表现出较好的压电性能:压电常数d33和机电耦合系数kp分别达到107pC/N和0.209;当掺杂量为0.7%时,εr和tanδ分别为1 551和0.05.     

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．     

K0.5Na0.5(TaxNb1-x)O3纳米粉体的合成及其光吸收特性研究

采用水热法在一定条件下合成K0.5Na0.5(TaxNb1-x)O3 (x=0.09,0.23,0.49,0.69,0.89)纳米粉体,利用XRD、SEM和UV-vis吸收光谱等手段分别对产物的物相、形貌和光吸收等特性进行表征.结果表明,随着Ta含量的增加,产物由正交相结构转变为四方相结构,再由四方相结构转变为立方相结...     

0.05Ba(Cu_(1/2)W_(1/2))O_3-0.95PZT的性能研究

采用固相合成法制备 0 .0 5Ba(Cu1/ 2 W1/ 2 )O3 - 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d3 3 为 6 0 5pC/N ,机电耦合系数Kp为 0 .37左右 ,机械品质因数Qm 为 6 0。     

La~(3+)掺杂Bi_(0.5)(Na_(1-x-y)K_xLi_y)_(0.5)TiO_3陶瓷的微结构与电学性能

利用传统的电子陶瓷工艺制备了La^3＋掺杂Bi0．5（Na1-x-yKxLiy）0．5TiO3无铅压电陶瓷,研究了La^3＋掺杂对该体系陶瓷的介电压电性能与微观结构的影响．结果表明,少量的La^3＋掺杂可以改善该陶瓷的微结构;当掺杂量为0．1％时,该陶瓷体系的压电性能有较大的改善,室温下该体系配方的压电常数d33可达215pC／N,径向机电耦合系数kp达到37．4％,但同时介电损耗增大,机械品质因子降低．当掺杂量达到1．5％以后,陶瓷的压电性能严重下降．     

溶胶-凝胶法制备Bi0．5（Na0.825K0.175）0.5TiO3粉体

用溶胶-凝胶法制备了Bi0.5（Na0.825K0.175）0.5TiO5（简称BNKT17．5）的稳定溶胶,经退火处理得到了BNKT17．5无铅压电陶瓷粉体．研究了制备工艺条件对前驱体溶液和凝胶形成的影响并利用TG—DSC、X射线衍射（XRD）,透射电镜（SEM）等技术研究了凝胶预烧温度、预烧晶体结构及晶形状况,结果表明乙酰丙酮与金属Ti离子的物质的量比[n（ACAC）／n（Ti^4＋）]及pH值是影响前驱体溶液和凝胶形成的主要因素．600℃以上退火处理的粉体样品呈单一的钙钛矿结构,晶粒大小在100nm左右．     

(1-x)Bi_(0.5)(Na_(0.8)K_(0.2))_(0.5)TiO_3-x(Bi_(0.1)La_(0.9))FeO_3无铅压电陶瓷的微结构与电学性能的研究

采用传统固相法制备了新型(1-x)B i0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3-x(B i0.1La0.9)FeO3无铅压电陶瓷,利用XRD、SEM等测试技术表征了该陶瓷的晶体结构、表面形貌、压电和介电性能.研究结果表明,在所研究的组成范围内陶瓷材料均能形成纯的钙钛矿固溶体.压电性能随x的增加先增加后减少,在x=0.005时压电常数及机电耦合系数达到最大值(d33=149pC/N,kp=0.270).