温度对溶胶-凝胶法制备Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3粉体X射线衍射特征的影响

作为一种主要的无铅压电陶瓷材料,Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3(BNT)是一种优良的候选材料.以钛酸四丁酯、五水硝酸铋和无水乙酸钠为原料,用溶胶-凝胶法制备出清澈透明的BNT凝胶;BNT干凝胶经煅烧可得到BNT细粉.XRD谱线表明,其中主要含有杂相Bi_(12)TiO_(20).随着温度的升高,杂相的强度逐渐降低;同时,由于温度的升高,BNT粉体的晶粒增大.XRD指标化后的结果表明,BNT粉体的(101)晶面的原子排列的有序度较好.     

常压溶剂热法制备Bi0.5Na0.5TiO3纳米粉体的研究

以Bi(NO3)3·5H2O、Ti(OC4H9)4为原料,无水乙醇作溶剂,采用溶剂热法在常压下合成了Bi0.5Na0.5TiO3(简称为BNT)纳米粉体.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对BNT粉体进行了表征.并在常压溶剂热条件下研究了影响BNT晶体生长和形貌的主要因素.实验结果表明:反应温度为100 ℃,保温时间为2.5 h,NaOH浓度为12 mol·L-1,650 ℃下煅烧2 h时,能制备出单一的BNT粉体,且制得粉体的粒径尺寸约为100 nm.     

Bi0.5Na0.5TiO3基无铅压电陶瓷设计与制备研究的新进展

综述了Bi0.5Na0.5TiO3(BNW)基无铅压电陶瓷体系研究的最新进展,介绍了BNT基无铅压电陶瓷的设计方法及其制备技术.用自洽场离散变分法(self-consult charge-discrete variation-Xa,SCC-DV-Xa)等计算方法可为设计新型BNT基陶瓷提供重要的理论指导.用湿化学法,包括:溶胶-凝胶法、柠檬酸盐法、水热法等,可以合成BNT基纳米粉体,该类方法制备的BNT基粉体具有良好烧结活性,利于致密化烧结,使材料电性能得到改善.用模板晶粒生长技术可获得晶粒生长定向程度很高的BNT基压电陶瓷材料,进而提高材料在特定方向的压电性能.     

溶胶-凝胶法制备BaTiO_3-Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3无铅PTCR陶瓷

新型高温无铅PTCR(Positive temperature coefficient of resistance)陶瓷是一种重要的功能材料。以BaC_4H_6O_4、Bi C_6H_9O_6、NaC_2H_3O_2、YC_6H_9O_6、C_(16)H_(36)O_4Ti为原料,通过溶胶-凝胶法制备了Y施主掺杂90mol%BaTiO_3-10mol%Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3(简写为90BT-10BNT)陶瓷粉体,并且在低温下烧结成无铅PTCR陶瓷。利用XRD测试了粉体的相结构,利用SEM观察了粉体的形貌,并且测试了PTCR陶瓷的介电温度谱和电阻温度特性。研究表明,溶胶-凝胶法制备的新型90BT-10BNT无铅PTCR陶瓷的居里温度达到了195℃,但电阻突跳不高,小于1个数量级。     

Bi0.5Na0.5TiO3基无铅压电陶瓷的研究进展

随着经济的发展和人们环保意识的增强,无铅压电陶瓷的研究和开发越来越引起人们的重视.由于钛酸铋钠(Bi0.5Na0.5TiO3,简称为BNT)基无铅压电陶瓷具有良好的铁电性和高的剩余极化引起了广大学者的关注.本文分析了BNT基无铅压电陶瓷的研究进展,其中晶粒取向生长技术是提高其压电性能的一个重要途径.本文还介绍了一种溶剂热法制备织构化BNT基无铅压电陶瓷的方法.     

BNT系无铅压电陶瓷的研究进展

(Bi1/2Na1/2)TiO3基无铅压电陶瓷是目前研究最广泛,最具吸引力的无铅压电陶瓷体系.本文主要综述了近几年国内外专家重点研究的以BNT为基的4类无铅压电陶瓷,并指出目前国内外学者对钛酸铋钠粉体合成的关注.     

无铅压电陶瓷的最新研究进展

介绍了铋层状结构无铅压电陶瓷、钨青铜结构无铅压电陶瓷、钙钛矿结构无铅压电陶瓷(包括钛酸铋钠Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3(BNT)基、碱金属铌酸盐K_(0.5)NaO_5NbO_3(KNN)基、钛酸钡BaTiO_3(BT)基压电陶瓷)等不同陶瓷体系的制备方法、压电性能、应用领域及最新进展。最后就无铅压电陶瓷今后的研究提出了几点建议。     

稀土氧化物对Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3基无铅压电陶瓷结构和性能的影响

综述了稀土氧化物在Na0.5Bi0.5TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷中的应用现状和发展前景,并阐述了稀土氧化物在BNT基无铅压电陶瓷中的作用机理。     

ZnSO_4溶液包覆Ca_(0.6)La_(0.8/3)TiO_3-Li_(0.5)Nd_(0.5)TiO_3微波介电陶瓷的研究

采用固相合成Ca_(0.6)La_(0.8/3)TiO_3-Li_(0.5)Nd_(0.5)TiO_3(CLT-LNT)微波介质陶瓷基体粉体,以ZnSO_4溶液为先驱体引入ZnO来降低该陶瓷的烧结温度,这种液相引入助烧剂的方法不仅减少了烧结助剂的用量,而且改善了陶瓷材料的介电性能。研究表明:掺入ZnO的CLT-LNT陶瓷在980℃烧结时的介电常数(ε_r)和介电损耗(tanδ)随着ZnSO_4溶液浓度的增大先增大后略有减小。当ZnSO_4溶液的浓度为0.32 mol/L时,CLT-LNT陶瓷在980℃烧结3 h获得较好的介电性能:ε_r=102,tanδ=0.0027,τ_f=-3×10~(-6)/℃。     

模板前驱体对熔盐法制备Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3片状晶粒的影响

首先采用熔盐法合成出铋层状结构的Bi_4Ti_3O_(12)和Na_(0.5)Bi_(4.5)Ti_4O_(15)籽晶,再分别以其作为前驱体,通过拓扑化学反应在900～1100℃合成了片状、各向异性的Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3晶粒。通过XRD,SEM分析方法,研究了模板前驱体对Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3晶粒相结构和微观形貌的影响,并讨论了其形成机理。结果表明:前驱体晶胞的不同造成Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3粒径大小和形貌的差异。     

过量Na~+对(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_3-LiNbO_3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。     

Na0.5Bi0.5TiO3基无铅压电陶瓷研究与应用的新进展

综述了钙钛矿结构的Na0.5Bi0.5TiO3(简称BNT)基无铅压电陶瓷的研究现状,并与其它无铅基压电陶瓷进行了对比.列举了近年来BNT 基压电陶瓷的新发展和热门体系,结合笔者承担的相关研究工作内容,总结和指出了BNT基无铅压电陶瓷新的研究思路和相关方向.     

微波水热法制备(1-x) K0.55Na0.45NbO3-xLiSbO3系无铅压电陶瓷

以分析纯NaOH,KOH,Li2CO3,Nb2O5,Sb2O3等为原料,采用微波水热法合成(1-x)K0.55Na0.45NbO3-xLiSbO3(KNNLS,x =0.03～0.07mol)粉体,分析了粉体的晶体结构与形貌.以该粉体制备压电陶瓷,系统研究了LiSbO3含量对压电陶瓷结构与性能的影响.研究结果表明:微波水热法在220℃下保温30min可以合成具有纯正交钙钛矿结构的KNNLS(x=0.03～0.07)粉体,粉体呈立方状,尺寸约0.5～1μm.利用该粉体制备的压电陶瓷结构致密,晶粒大小分布均匀.当x=0.05时,该组成陶瓷具有最佳的综合压电性能:压电常数d33=110 pC/N,平面机电耦合系数kp=0.29,介电常数εT33/ε0=466,介质损耗tanδ =1.4％以及机械品质因素Qm=107.     

化学法制备Y掺杂BaTiO_3-(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_3无铅PTCR陶瓷

用化学法制备了(1-xmol%)BaTiO_3-xmol%(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_3(BBNTx,x=1,2,3,4,5)高温无铅正温度系数电阻(positive temperature coefficient of resistivity, PTCR)陶瓷。XRD表明所有的BBNTx陶瓷形成了单相的ABO_3四方钙钛矿结构。电阻温度特性表明空气中烧结的所有BBNTx陶瓷都能够半导化,具有明显的PTC特性。其中0.2 mol%Y掺杂BBNT1陶瓷,室温电阻率大约为500Ω·cm,电阻突跳比(最大电阻/最小电阻)在2.7个数量级左右,电阻突变温度约130℃。材料的电阻突变温度会随着BNT的增加而略有增加。但BNT的增加会导致室温电阻率明显增大,并且PTC效应也会降低。BBNT5陶瓷的电阻突变温度能够增加到145℃左右,但室温电阻率超过105Ω·cm,电阻突跳只有1个数量级。     

Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3陶瓷介电性能的实验研究

采用柠檬酸盐-自燃烧法制备Na0.5Bi0.5TiO3无铅压电陶瓷,系统地研究了制备工艺条件对陶瓷性能和结构的影响。柠檬酸浓度、溶液pH值、烧结温度制度对陶瓷的压电性能有很大的影响。当柠檬酸浓度C=9%,pH=8.5,烧结温度为1130℃时,陶瓷具备最大的压电常数,d33可达71.2pc/n。1130℃烧结陶瓷的XRD表明,陶瓷已形成单一钙钛矿结构的钛酸铋钠主晶相。     

共生铋层状压电陶瓷(Li_(0.5)Bi_(0.5))_xBa_(1–x)Bi_8Ti_7O_(27)的结构与性能

采用传统固相法制备了(Li_(0.5)Bi_(0.5))_xBa_(1–x)Bi_8Ti_7O_(27)共生铋层状结构无铅压电陶瓷,采用(Li_(0.5)Bi_(0.5))~(2+)复合掺杂取代A位的Ba~(2+)以调节其晶体结构,提升其Curie温度及综合电学性能,从而达到拓宽该体系高温应用领域的研究目标。(Li_(0.5)Bi_(0.5))~(2+)的引入使陶瓷的压电常数d_(33)从8 pC/N最高提升至18.5 pC/N,Curie温度从480℃提升至633℃。体系正交畸变程度增加,体系剩余极化强度与结构畸变有关,且与压电常数的变化规律一致。(Li_(0.5)Bi_(0.5))_(0.6)Ba_(0.4)Bi_8Ti_7O_(27)陶瓷的综合电性能最佳,为高温压电领域提供了潜在的候选材料。     

溶胶-凝胶法合成Ba0.6Sr0.4TiO3/MgO及介电性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3/MgO复合粉体,研究了烧结温度和合成工艺对陶瓷样品介电性能的影响。研究结果表明,经650℃热处理即可得到颗粒细小均匀的超细Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3/MgO粉体,平均粒径在200 nm左右。烧结温度对陶瓷样品的介电生能有明显的影响,1300℃烧结的陶瓷样品具有优良的性能。与二步合成工艺相比,一步合成工艺制备的陶瓷样品具有更好的介(?)性能。     

溶胶-凝胶法合成(Na0.5Bi0.5)TiO3微粉

以钛酸四丁酯、硝酸铋、醋酸钠和冰醋酸为原料,利用溶胶-凝胶工艺得到透明凝胶,经干燥后煅烧成(Na0.5Bi0.5)TiO3微粉。通过对溶胶体系水/醇盐的摩尔比、初始pH值及胶凝温度对(Na0.5Bi0.5)TiO3凝胶体系溶胶-凝胶形成过程影响的研究,发现水/醇盐比R在35≤R≤60,pH在2.2~3.5,反应温度在40~60℃时,能够得到透明的溶胶;通过TG-DTA、SEM、X-ray等分析手段对(Na0.5Bi0.5)TiO3粉体进行测试,表明在650℃合成1h可以得到单一钙钛矿(Na0.5Bi0.5)TiO3晶体;采用TEM对(Na0.5Bi0.5)TiO3干凝胶粉体分析其粒径大小约为10nm。     

BNT基无铅压电陶瓷材料的溶胶-凝胶法制备及电性能研究

随着人们环保意识的增强,无铅压电陶瓷的研究和开发成为当前压电材料领域研究的热点。本文采用溶胶-凝胶法制备了BNT(钛酸铋钠)粉体,采用干压成型、高温电炉烧成无铅压电陶瓷样品,并对BNT粉体及无铅压电陶瓷样品进行了性能分析与结果讨论。     

不同施主掺杂对BaTiO_3-Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3-CaTiO_3陶瓷电学性能的影响

以BaCO_3,Na_2CO_3,TiO_2,Bi_2O_3,Y_2O_3,Nb_2O_5,La_2O_3为原材料,在氩气气氛中采取固相反应法合成新型高温无铅(95-x)mol%BaTiO_3-xmol%Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3-5mol%CaTiO_3((95-x)BT-x BNT-5CT,x=8,15)PTCR(Positive Temperature Coefficient of Resistance)陶瓷。研究不同施主(La,Y,Nb)掺杂对高温无铅(95-x)BT-x BNT-5CT材料的PTCR电学性能的影响。实验结果表明不同施主掺杂的BT-BNT-CT样品都有明显的正温度系数电阻效应,即PTC效应,其中Y和Nb掺杂的样品的整体性能最好。同时还研究了BNT含量分别为8%和15%对材料电学性能和居里温度的影响,实验结果得出,BNT的含量越高,材料的居里温度越高,但材料的半导化越困难。