0-3型PZT/PVDF压电复合材料压电性能研究

以PZT和PVDF为原料,采用热压和冷压两种工艺制备了0-3型压电复合材料,其中PZT陶瓷粉末由sol-gel法制得。研究了不同因素对复合材料压电和介电性能的影响。实验结果表明在相同成型压力下,PZT体积含量为70%时,热压和冷压工艺制备的复合材料d33分别为41和24,相差达到17,而ε相差最大值达到32.4。     

PZT/Surlyn 0-3复合材料的热机械与介电及压电性能

采用热工艺制备了压电PZT陶瓷与沙林离子键热聚合体树脂复合的0-3结构柔性压电材料.对其动态热机械分析表明:该复合材料软化温度在100℃附近;通过阻尼损耗因子随温度变化曲线的峰位置确定该材料的玻璃化温度约为50℃.通过对不同极化电场下的压电性能的研究,确定该复合材料的最佳极化电场条件为大于4.8 kV/mm;当PZT的体积分数(φ)小于0.5时,复合材料的相对介电常数和压电系数都随PZT体积分数的增大而缓慢增大,实验结果与Yamada模型预测较为一致.该0-3结构(1-φ)Surlyn/φPZT柔性压电材料在盲人触摸键盘、工业振动阻尼器件、柔性压电能量收集器件等领域具有很好的应用前景.     

0-3表面复合型BaTiO3-ZnO压电复合陶瓷的压电性能有限元分析

为了从多物理场耦合的角度解释弥散分布于其中的ZnO非均匀局域结构对陶瓷基体压电性能的增强机理,运用COMSOL Multiphysics结构力学模块中的压电设备模块,对ZnO复合表面0-3型BaTiO₃压电复合陶瓷进行有限元仿真分析。结果表明：弥散分布的ZnO非均匀局域结构导致整个样品性能分布不均匀,即在ZnO附近,同时获得小的压电应力和较大的压电极化强度;通过增加样品的孔数目和弥散度等方式,可以改善模拟的BaTiO₃陶瓷性能的不均匀性,进而获得BaTiO₃复合陶瓷均匀的增强压电性能。研究结果为BaTiO₃陶瓷电性能的优化提供了新思路。     

掺杂BTO基压电陶瓷制备及介电性能

采用特殊液相沉淀法,以BaCl2、SrCl2·6H2O、TiCl4为原料,制备了BaxSr1-xTiO3和BaxSr1-x-yLayTiO3纳米粉体.研究了BaxSr1-xTiO3和BaxSr1-x-yLayTiO3陶瓷的形貌特征、密度及介电性能.结果表明,BaxSr1-xTiO3和BaxSr1-x-yLayTiO3纳米粉体分散性好;粒径分布范围窄,粒径小于20 nm;掺杂后介电常数增大,最大为18 000;介质损耗减小,最小为40.     

掺杂BTO基压电陶瓷制备及介电性能

采用特殊液相沉淀法,以BaCl2、SrCl2.6H2O、TiCl4为原料,制备了BaxSr1-xTiO3和BaxSr1-x-yLayTiO3纳米粉体。研究了BaxSr1-xTiO3和BaxSr1-x-yLayTiO3陶瓷的形貌特征、密度及介电性能。结果表明,BaxSr1-xTiO3和BaxSr1-x-yLayTiO3纳米粉体分散性好;粒径分布范围窄,粒径小于20 nm;掺杂后介电常数增大,最大为18 000;介质损耗减小,最小为40。     

BCZT-KNN无铅压电陶瓷的制备及其介电性能研究

采用固相合成法制备了(Na0.5K0.5)NbO3(KNN)掺杂的(Ba0.92Ca0.08)(Ti0.95Zr0.05)O3(BCZT)陶瓷.研究了KNN掺杂量对BCZT物相结构、晶粒生长和介电性能的影响.XRD结果表明BCZT-xKNN陶瓷可形成单一钙钛矿结构的固溶体,Nb5+离子取代Ti4+位,Na+,K+取代Ba2+位,并在晶界处发生偏析,从而使得烧结温度降低,介温峰变宽.KNN固容量的增加直接影响陶瓷微观结构、晶粒尺寸和介电性能,并且在KNN固容量为4%时陶瓷具有明显弛豫现象和最大介电常数(’ε=6 000).     

PZT/P(VDF-TrFE)0-3型复合材料的制备及介电测量

采用溶胶 -凝胶法制备了锆钛酸铅 (PZT)的纳米粉体 ,通过热压的方法制备了锆钛酸铅与偏氟乙烯和三氟乙烯的共聚物形成的 0 3型复合材料 (PZT/P(VDF TrFE) ) ,并对其进行了频域和时域介电测量 .研究结果表明 ,复合材料的介电常数随PZT的体积分数的增加而增大 ,在PZT体积分数约为 70 %时出现最大值 ,并对该结果作了定性解释 .时域测量结果表明 ,在PZT/P(VDF TrFE) 0 3复合材料中存在 3种不同弛豫时间的极化结构     

BST/MgO复合陶瓷的结构和介电性能

采用陶瓷烧结工艺制备了BST/MgO复合陶瓷,研究了不同MgO含量对材料微观结构和介电性能的影响.实验结果表明:BST/MgO复合陶瓷中只存在BST和MgO两相,Mg元素大部分以MgO独立相的形式存在,少部分固溶到BST晶格中;加入MgO有细化晶粒的作用,使晶粒大小更均匀;BST/MgO复合陶瓷比纯BST的相对介电常数和介电损耗均有明显下降,随着MgO质量分数的增加,相对介电常数下降,介电损耗略有增加.当频率为1 MHz,MgO质量分数为20%时,相对介电常数和损耗分别为315和0.004 8.     

BaTiO3纳米粉体及其陶瓷的制备和介电性能

采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法制备BaTiO3纳米粉体及其陶瓷.通过XRD、SEM和TEM对BaTiO3粉体及其陶瓷进行了表征,并测试了陶瓷的介电性能.研究了预烧温度和烧结温度对BaTiO3粉体及其陶瓷微观结构和介电性能的影响.结果表明:950℃预烧2 h的BaTiO3粉体主要为四方相,其尺寸为60 nm左右,经1 300℃烧结2 h的BaTiO3陶瓷具有高的介电常数(10 820)和小的介电损耗(0.01).     

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。     

工艺对0-3复合材料介电和压电性能的影响

作者以ＰＺＴ和ＰＶＤＦ为原料,采用热压和轧膜两种方法制备了０－３压电复合材料．研究了复合材料的极化工艺和制备工艺．实验结果表明：与轧膜法相比,热压法制备的复合材料样品有较高的介电常数ε和压电常数ｄ３３;在人工极化时,与热压法相比,轧膜法制备的样品的最佳极化电场Ｅ,极化温度Ｔ和极化时间ｔ均有较高的值．     

PZT—BF—SCN系压电陶瓷的烧结和电性能

本文研究了PZT—BF—SCN系压电陶瓷中的第四组元SCN对该系统烧结和电性能的影响。发现SCN能明显降低系统的烧结温度,改善系统的电性能。随着SCN量的增加,系统的介电常数增加,tgδ减小,且K_p和Q_m能同时出现最大值。     

复合掺杂BaTiO3基介电陶瓷的介电性能研究

本文采用溶胶．凝胶法，制备了单独掺杂稀土元素饵及复合掺杂锶、铒的钛酸钡基介电陶瓷粉体．XBD物相分析表明：主晶相为四方相．同时本文也研究了组成对介电性能的影响，单独掺杂饵时，饵最佳掺杂比例为5‰，介电常数达到最大值4130；复合掺杂锶、饵时，锶为10％，饵最佳掺杂比例为6‰，介电常数达到最大值5419．结果表明：复合掺杂较单独掺杂效果好，更能改善钛酸钡陶瓷的介电性能．     

陶瓷－聚丙烯复合薄膜的介电性能

研究了陶瓷介电常数、陶瓷加入量和陶瓷－聚丙稀复合薄膜介电性能间的关系，给出适合本陶瓷－聚丙烯复合系统的介电常数公式．提出的陶瓷颗粒包覆方法可有效提高复合膜的力学性能，使陶瓷粉加入量由４０％提高到５６％（ｖｏｌ％）．陶瓷颗粒包覆后，采用轧膜工艺制备出厚度为１００μｍ、力学性能优良、介电常数大于２０、介电损耗小于５０×１０－４、容量变化率小于４％的复合膜．还对包覆和未包覆陶瓷－聚丙烯复合膜的显微结构进行了研究．     

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.     

钛酸铋钠基陶瓷及其复合薄膜的制备与介电性能

采用固相法制备处于准同型相界附近的钛酸铋钠基(BNT(陶瓷0.88Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3-0.06BaTiO_3-0.06SrTi_(0.875)Nb_(0.1)O_(3 )(BNBT-STN),研究了其相结构、微观形貌和介电响应。材料形成均一的固溶体并表现出赝立方结构,通过修正的居里外斯公式拟合材料具有典型介电弛豫体特征。进一步,以柔性聚合物聚偏氟乙烯(PVDF)为基体,BNBT-STN陶瓷颗粒为填充相,采用匀胶旋涂法制备了BNT/PVDF复合薄膜。扫描电镜表明纳米颗粒陶瓷填粉均匀分散在孔隙率很小的聚偏聚氟乙烯基体中,BNT和PVDF的界面通过BNT颗粒表面羟基中的H原子和PVDF的F原子以氢键结合。介电频谱揭示BNT/PVDF复合材料的介电常数和损耗随着频率的增加而下降。随着BNBT-STN含量增加,BNT/PVDF膜的介电常数线性增加,而介电损耗表现出先增加后减小的趋势。当复合量为40vol%时,材料的介电常数提高到47,同时损耗大幅度降低,表明BNT基复合PVDF材料在柔性电容应用上具有很大的潜力。     

利用等静压技术制备多孔PZT95/5压电陶瓷

采用传统固相法合成了亚微米级PZT95/5粉末,根据超细粉末难以烧结的特点,利用等静压技术的成型优点,通过选取合理的烧结制度,1200℃实现烧结,成功制备了系列孔隙率的多孔PZT陶瓷,制品晶粒尺寸为2~3μm,孔隙率为5%~28%。研究发现,合成粉料性质、成型工艺及烧结气氛与孔结构的形成密切相关。     

NaNbO_3-SrTiO_3陶瓷介电性能的研究

在正常铁电体NaNbO3中掺入SrO和Ti O,用传统的固相反应法制得(1-x)NaNbO3-xSrTi O3陶瓷,并测量其介电性能.发现掺入SrO和Ti O后,样品发生了明显的铁电相变,还发现随着掺杂量的增加,相变温度明显下降,介电峰值增大.烧成的样品显示了单一的相结构.     

基于类1-3-2型压电复合陶瓷夹心式换能器性能的研究

研究并设计了类1-3-2型压电复合材料与基于此材料的夹心式换能器,分析了类1-3-2型压电复合材料的频率特性和夹心式换能器的频率方程。利用切割法制作类1-3-2型压电复合材料,并采用该材料制作了夹心式换能器并进行了实验验证。研究表明:该型换能器可实现拓宽夹心式换能器工作频带,有效抑制杂散模态以及改善位移分布,可应用于大功率超声与水下大功率发射器。