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.     

碱金属铌酸盐无铅压电陶瓷的介电和压电性研究

采用普通的固相反应烧结方法制备了(KxNa1-x)NbO3(KNN,x=0.40～0.70)和(Na0.485K0.485Li0.03)(Nb0.80Ta0.20)O3(NKLNT)陶瓷,研究了它们的介电和压电性能.发现KNN陶瓷的室温下的压电常数d33在0.4≤x≤0.65范围基本不依存于K和Na间的组分比、分布在100～130pC/N之间,而与陶瓷密度密切相关,但介电常数和介电损耗则随K组分含量的增加而降低.NKLNT陶瓷呈现出较高的d33,kp和kt值,然而介电损耗较大.添加了适量烧结助剂K5.4Cu1.3Ta10O29(KCT)的KLNT-KCT陶瓷致密度有显著的提高,相对密度大于96%,呈现出良好的压电性能,其d33达到215pC/N,kp=48%,kt=47%,tgδ≤0.75%.研究表明碱金属铌酸盐陶瓷是一类有发展前景的无铅压电材料.     

Li部分取代K对KNN基无铅压电陶瓷微结构、晶相和电学性能的影响

研究Li部分取代K对铌酸钾钠(KNN)无铅压电陶瓷性能的影响,选用(Na0.5K0.5-xLix)Nb O3(NKLxN)的配方,通过固相法制备出优良性能的陶瓷样品;运用XRD、SEM研究不同Li含量陶瓷样品的相结构及显微组织;通过压电介电性能测试,确定Li取代K的最佳含量.结果表明,当Li的含量x=0.065时,其d33=205p C/N,kp=46.1%,εr=998,tanδ=0.047,TD=485℃.该NKLxN陶瓷性能优良,在高温压电陶瓷传感器、换能器等方面可能取代铅基压电陶瓷.     

铋层状无铅压电陶瓷的研究进展

铋层状结构无铅压电陶瓷因其居里温度高、介电常数低等特征受到广泛研究,其适合应用于高温、高频领域.本文介绍了铋层状压电材料的结构特点和分类,综述了近期国内外有关铋层状无铅压电陶瓷在制备技术和掺杂改性方面的研究进展.     

K,Na比对KNNT陶瓷性能的影响

采用传统固相反应法制备了（KxNa1-x）（Nb0.7Ta0.3）O3 （KNNT）系列无铅压电陶瓷. 通过XRD和SEM分析方法研究了样品的结构, 晶格常数变化和微观形貌. 研究发现晶格常数在x = 0.40附近发生了不连续性变化, 微观结构随K含量的增多表现出微小的差异, 压电常数d33,平面机电耦合系数kp在x = 0.40-0.55较宽范围内发生了较小的变化. K含量为0.40时获得了压电性能最优的KNNT陶瓷, d33达到204 pC/N, 机电耦合系数kp为46%, kt为44%.     

BNBT改性KNN基无铅压电陶瓷的性能研究

利用固相合成法制备了(1-x)(Na0.52K0.48)NbO3-x(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3(KNN-xBNBT)无铅压电陶瓷.运用X射线衍射和扫描电子显微镜对材料的相结构和显微结构进行了分析观察,并研究了BNBT掺杂量对陶瓷压电及介电性能的影响.所有样品都显示出正交相钙钛矿结构,无杂相,平均晶粒尺寸随着BNBT掺杂量的增加先减小后变大.BNBT的掺入使样品的电学性能得到明显改善,当x为0.005时,样品的性能达到最佳:d33=123pC/N,kp=44%,tanδ=2.2%.     

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.     

(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.     

掺锰对[Bi_(0.5)(Na_(1-x)Ag_x)_(0.5)]_(1-y)Ba_yTiO_3系陶瓷压电和介电性能的影响

利用传统陶瓷工艺制备了MnO2(0～0.4wt%)掺杂[Bi0.5(Na1-xAgx)0.5]1-yBayTi O3(x=0.06,y=0.06)无铅压电陶瓷,研究了掺杂对该体系陶瓷的结构、压电和介电性能的影响.结果表明,陶瓷的压电常数d33随锰掺杂量增加而减小;适量锰离子的引入可降低介电损耗tgδ,提高机械品质因数Qm.当锰掺杂量达到0.4wt%时,陶瓷的压电性能大幅度降低.锰含量为0.15wt%时该体系陶瓷具有较好的性能压电常数d33=160pC/N,机电耦合系数kp=34%,kt=52%,介电常数εr=804,机械品质因数Qm=163,介电损耗tgδ=2.0%.     

BNBKT系无铅压电陶瓷的组成设计与性能研究

文章运用准同型相界线性叠加原理,设计了无铅压电陶瓷三元体系(1-x)(0.968Bi0.5Na0.5TiO3-0.032BaTiO3)-xBi0.5K0.5TiO3(简称BNBKT100x),采用传统压电陶瓷固相合成法制备BNBKT100x样品,XRD结果表明,所制备的陶瓷样品为纯的钙钛矿相,其准同型相界在0.08x0.10范围内;详细研究了BNBKT100x样品在准同型相界附近的介电、压电性能和介电弛豫特性。BNBKT100x三元体系无铅压电陶瓷在整个实验组分范围内均为弛豫铁电体,最好的电性能出现在准同型相界附近的组成BNBKT9,其介电和压电性能参数为d33=162 pC/N,kp=31%,3Tε3=2 080,tanδ=4%,Qm=119。     

用于驻波超声马达的压电陶瓷材料的研究

制备了性能优良、适合于驻波超声马达的四元系压电陶瓷材料。测量了其压电性能，分析了铈含量和锶含量对材料压电性能的影响以及产生影响的原因，研究了预烧温度、烧结条件以及极化条件等工艺制度对材料压电性能的影响。     

PNW-PMS-PZT压电陶瓷的制备及性能研究

采用传统陶瓷工艺制备了PNW-PMS-PZT四元系压电陶瓷，分析了其粉体的相结构组成，研究了室温下烧结温度和组分对表观密度ρ、相对介电常数εr、介电损耗tan δ，居里温度Tc和压电常数d33的影响，实验表明在室温下随着PZT含量的增加εr、Tc、d33逐渐增大，tan δ逐渐减小：随着烧结温度的提高，ρ总体增大，εr、d33增大，tan δ逐渐减少，Tc变化不明显。制得了εr=2200，tan δ=0．0062，d33=390pC／N，Tc=235℃的压电材料。     

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．     

烧结温度对CaBi2Nb2O9超高温压电陶瓷结构及性能影响

采用传统固相合成法制备了铋层状结构CaBi2Nb2O9压电陶瓷,研究了烧结温度对样品相结构、微观形貌、密度和介电、铁电性能的影响。采用X射线衍射衍射仪、电子扫描电镜、拉曼光谱、介电温谱以及电滞回线对制备陶瓷样品进行表征分析和性能测试。结果表明:所有陶瓷样品的相组成均为纯铋层状结构,晶粒呈棒状,各向异性明显,随着烧结温度的升高,晶粒逐渐长大,陶瓷密度先变大后变小。固相法制备的CaBi2Nb2O9压电陶瓷的最佳烧结温度为1 150℃,介电温谱显示CaBi2Nb2O9陶瓷的居里温度为 943 ℃。     

采用PVA轧制改性钛酸铅碱性瓷料的研究

针对多层压电降压变压器制作过程中改性钛酸铅(PT)瓷料轧膜成型问题,从理论上分析聚乙烯醇(PVA)溶液对碱性瓷料成型的失效问题,实验中采用水洗陈腐的方法改变钙改性PT碱性瓷料pH值,再利用聚乙烯醇(PVA)粘接剂进行轧制,实验结果表明轧膜成型效果好,烧成的陶瓷压电性能优良,克服了碱性电子瓷料不能采用PVA成型的困难,该方法对于其它碱性瓷料成型也具有一定的借鉴意义．     

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.     

铜-压电陶瓷复合型驱动器的制备及特性

将开有空腔的黄铜片与压电陶瓷通过导电胶粘合并固化获得了一种具有大位移量和一定负载能力的铜一压电陶瓷复合型驱动器,实验得到的压电常数d33超过2000pC／N、本文系统分析了该驱动器的压电性能和位移特性;讨论了驱动器几何尺寸对驱动性能的影响,结果表明：位于金属顶盖和压电陶瓷之间的空腔可以将压电陶瓷片的径向位移转换成整个结构的轴向位移并将之放大;随着铜片厚度的降低,驱动器的谐振频率明显下降,轴向位移则明显增加。     

CFRS机敏复合材料压敏性能的研究

以硫铝酸盐水泥为基体,采用压制成形方法制备了碳纤维硫铝酸盐水泥机敏复合材料,同时采用掺入少量粉煤灰和硝酸氧化碳纤维的方法研究其对复合材料压敏性能的影响。单调载荷和循环载荷实验表明：碳纤维硫铝酸盐水泥基复合材料具有良好的机敏性能;5％粉煤灰的加入提高了复合材料的机敏性能,却降低了材料的断裂强度;硝酸氧化碳纤维降低了材料的机敏性能,同时也降低了材料的断裂强度。     

基于样条有限点法的压电功能梯度板的动力分析

为了研究热环境中强电场作用下压电材料的电致非线性效应对压电功能梯度(P/FGM/P)板自由振动的影响,基于高阶剪切变形理论,采用压电材料电致非线性本构关系,同时考虑电场和热荷载的作用,通过样条有限点法建立P/FGM/P板动力分析模型,讨论了压电线性与非线性效应的差别,以及热环境中强电场对P/FGM/P板自振频率的控制效果。结果表明:随电场增大,压电线性解与非线性解偏差增大,且偏差大小同时还受边界约束影响。随温度升高,由于板的刚度减小,电场对P/FGM/P板自振频率的控制效果变好。同时也证明了样条有限点法具有编程简便、精度好及效率高等优点。     

误差补偿压电微位移作动器动态特性分析

分析了镗削主轴回转误差补偿压电微位移作动器（Piezoelectric Micro DisplacementAc-tuator,PMDA)动态特性中的机械特性，相位滞后特性和迟滞现象，从机构系统的角度分析了压电微位移作动器静动态特性的影响因素；得到了相位滞后的3个主要影响因素；基于非线性迟滞现象的本质分析，提出了非线性迟滞现象的一种广义模型。最后给出了压电微位移作动器在镗削主轴回转误差补偿中的应用，并且获得了良好效果。