Cr2O3改性PbTiO3压电陶瓷材料的研究

研究了Ｃｒ２Ｏ３作为改性添加剂对（ＰｂＳｍ）（ＴｉＭｎ）Ｏ３系压电陶瓷介电及压电性能的影响．实验表明，添加适量的Ｃｒ２Ｏ３能得到压电性能好、压电各向异性大、压电稳定性高的优良材料，其ｋｔ＝４５％～５０％，ｋｔ／ｋｐ＝１５～１８，ＴＣｆｔ３＝－０．８～－６ｐｐｍ／℃．因此，在研究、开发高性能压电材料过程中，Ｃｒ２Ｏ３不失为一种优良的改性材料．     

掺杂及烧结温度对Pb(Y_(1/2)Nb_(1/2))O_3-PbTiO_3-PbZrO_3性能的影响

为了改进０．０２Ｐｂ（Ｙ１／２Ｎｂ１／２ ）Ｏ３－ｙＰｂＴｉＯ３－（１－ ０．０２－ ｙ）ＰｂＺｒＯ３ 系压电陶瓷的电学性能和力学性能,作者研究了多种常用添加物对０．０２Ｐｂ （Ｙ１／２Ｎｂ１／２ ）Ｏ３ －ｙＰｂＴｉＯ３ －（１－ ｙ－ ０．０２）ＰｂＺｒＯ３ 三元系压电陶瓷性能的作用, 探讨了不同烧结温度对材料性能的影响。实验结果表明, Ｓｒ２＋ 和Ｂａ２＋ 作为同价取代元素能够提高０．０２Ｐｂ（Ｙ１／２Ｎｂ１／２ ） Ｏ３ －ｙＰｂＴｉＯ３ －（１－ ０．０２－ ｙ） ＰｂＺｒＯ３ 系材料的机电耦合系数（ｋｐ、ｋ３３ 、ｋｔ）、介电常数和压电系数, 降低机械品质因数Ｑｍ ; Ｌｉ＋ 、Ｃｒ３＋ 、Ｍｎ２＋ 、Ｎｉ３＋ 、Ｆｅ３＋ 等金属离子加入０．０２Ｐｂ （Ｙ１／２Ｎｂ１／２） Ｏ３－ｙＰｂＴｉＯ３－（１－ ０．０２－ ｙ） ＰｂＺｒＯ３ 会提高材料的机械品质因数, 同时也会损害介电、压电性能, 降低弹性柔顺系数, 体现了硬性添加物的一般特性; 退火对０．０２Ｐｂ （Ｙ１／２Ｎｂ１／２） Ｏ３ －ｙＰｂＴｉＯ３－ （１－ ０．０２－ ｙ） ＰｂＺｒＯ３ 压电材料性能有促进作用。     

掺杂及烧结温度对Pb(Y1/2Nb1/2)O3-PbTiO3-PbZrO3性能的影响

为了改进０．０２Ｐｂ（Ｙ１／２Ｎｂ１／２ ）Ｏ３－ｙＰｂＴｉＯ３－（１－ ０．０２－ ｙ）ＰｂＺｒＯ３ 系压电陶瓷的电学性能和力学性能,作者研究了多种常用添加物对０．０２Ｐｂ （Ｙ１／２Ｎｂ１／２ ）Ｏ３ －ｙＰｂＴｉＯ３ －（１－ ｙ－ ０．０２）ＰｂＺｒＯ３ 三元系压电陶瓷性能的作用, 探讨了不同烧结温度对材料性能的影响。实验结果表明, Ｓｒ２＋ 和Ｂａ２＋ 作为同价取代元素能够提高０．０２Ｐｂ（Ｙ１／２Ｎｂ１／２ ） Ｏ３ －ｙＰｂＴｉＯ３ －（１－ ０．０２－ ｙ） ＰｂＺｒＯ３ 系材料的机电耦合系数（ｋｐ、ｋ３３ 、ｋｔ）、介电常数和压电系数, 降低机械品质因数Ｑｍ ; Ｌｉ＋ 、Ｃｒ３＋ 、Ｍｎ２＋ 、Ｎｉ３＋ 、Ｆｅ３＋ 等金属离子加入０．０２Ｐｂ （Ｙ１／２Ｎｂ１／２） Ｏ３－ｙＰｂＴｉＯ３－（１－ ０．０２－ ｙ） ＰｂＺｒＯ３ 会提高材料的机械品质因数, 同时也会损害介电、压电性能, 降低弹性柔顺系数, 体现了硬性添加物的一般特性; 退火对０．０２Ｐｂ （Ｙ１／２Ｎｂ１／２） Ｏ３ －ｙＰｂＴｉＯ３－ （１－ ０．０２－ ｙ） ＰｂＺｒＯ３ 压电材料性能有促进作用。     

一种用于大功率超声清洗换能器的压电材料

通过对ＰｂＭｅ（Ｃａ＿（１／４）Ｍｎ＿（１／４）Ｎｂ＿（１／２））＿ｘＴｉ＿ｙＺｒ＿ｚＯ＿３系材料的研究，并以Ｓｒ￣（２＋）、Ｍｇ￣（２＋）等价取代Ｐｂ￣（２＋），以ＣｅＯ＿２作为添加改性剂，研制出机电耦合系数高（ｋ＿ｐ＝０．６２）、机械品质因数高（Ｑ＿Ｍ＝２０３６）、机械强度高（抗张强度为４４２ＭＰａ）、经时稳定性好的适用于大功率超声清洗换能器的压电材料。     

Nb_2O_5掺杂对PMN－PZT系压电陶瓷电性能的影响

从晶体结构和微观组织入手，分析并讨论了掺Ｎｂ２Ｏ５量对３７．５Ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ３－２５ＰｂＺｒＯ３－３７．５ＰｂＴｉＯ３材料的介电、压电性能的影响行为和影响机制。实验结果表明，当Ｎｂ２Ｏ５的添加量（摩尔比）ｒ（Ｎｂ２Ｏ５）＝１％时，材料有最好的压电性能（ｋｐ＝０．６２，εｒ＝４０００）。     

Sol－Gel法制备的CoMnNiMgO热敏元件老化特性的研究

假设老化是从亚稳态到稳态的变化，利用反应动力学理论对Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法制备的ＣｏＭｎＮｉＭｇＯ热敏元件的老化特性进行了研究，推导出老化公式△Ｒ／Ｒｏ＝Σｒｉ［１－ｅｘｐ（－ｔ／τｉ）］其中：τｉ＝τｏｉｅｘｐ（Ｅｉ／ｋＴ））。结果表明理论与实验能很好地一致，对于本文所研究的热敏元件，符合公式ＡＲ／Ｒｏ＝ｒ１［１－ｅｘｐ（－ｔ／τ１）］＋ｒ２［１－ｅｘｐ（－ｔ／τ２）］，该式中：，ｒ１＝１１．７６７×１０－３；ｒ２＝２０．６７３５×１０－３；τ１＝６．４５７８×１０－３ｅｘｐ（６１９０．８９／Ｔ）；τ２＝１．０４６１×１０－６ｅｘｐ（８ｌｌ６．２４／Ｔ）。     

Ge_(0.1)Si_(0.9)/Si近红外探测器的结构设计与试验

设计了一种新结构的Ｇｅ_ｘＳｉ_（１－ｘ）／Ｓｉ近红外探测器，它是在ｐ－Ｓｉ衬底上分子束外延生长２μｍ厚的Ｇｅ_（０．１）Ｓｉ_（０．９）本征层，再在其表面离子注入形成一薄层ｎ＋层，腐蚀成台面后，构成Ｇｅ_（０．１）Ｓｉ_（０．９）／Ｓｉｐ－ｉ－ｎ型的近红外探测器。试验表明，它具有良好的Ｉ－Ｖ特性和光电特性。     

高分辨电子显微像结合1000keV电子衍射测定"Pb"-1223的无公度调制结构

（Ｐｂ０．５Ｓｒ０．３Ｃｕ０．２）Ｓｒ２（Ｃａ０．６Ｓｒ０．４）２Ｃｕ３Ｏｙ（简称“Ｐｂ”－１２２３）是一维无公度调制结构［１］，超空间群是Ｐｍｍｍ（ν０１／２）［２］。其基本结构的晶胞参数ａ＝ｂ＝０．３８２ｎｍ，ｃ＝１．５３ｎｍ，调制波矢为：ｑ＝０...     

β－BBO晶体压电应变系数的测量

用干涉法和准静态ｄ_（３３）测量仪相结合测量了β－ＢａＢ_２Ｏ_４（β－ＢＢＯ）晶体的全部压电应变系数，结果为：ｄ_（３３）＝１．０×１０~（１２）Ｃ／Ｎ，ｄ_（３１）＝－０．８３×１０~（１２）Ｃ／Ｎ，ｄ_（２２）＝２．２×１０~（１２）Ｃ／Ｎ，ｄ_（１５）＝２１．２×１０~（１２）Ｃ／Ｎ。     

xPb（Y1／2Nb1／2）O3—yPbTiO3—zPbZrO3压电陶瓷的研究

对ｘＰｂ（Ｙ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３－ｙＰｂＴｉＯ３－ｚＰｂＺｒＯ３三元系陶瓷材料进行了研究,对其压电与介电性能进行了测量,发现该三元系材料在ｘ＝０．２～０．５,ｙ＝０．４３～０．４６,ｚ＝０．５５～０．５８,具有优异的压电性能,在该范围内,陶瓷材料的居里点在４００℃以上,实验表明该材料是一种具有良好应用前景的压电材料。     

低温烧结改性PbTiO3压电陶瓷材料的研究

研制了一种添加Bi(Cd1/2Ti1/2)O3、MnO2、SiO2的新型低温结改性PbTiO3压电陶瓷材料,实验发现低熔物SiO2是影响烧结的主要因素,除能明显降低该材料烧结温度外,还能起掺杂性作用。该材料具有低烧结温度、高压电活性、大压电各向异性、较高机械品质因素及低介电常数等特点,960℃烧成时主要性能参数为：厚度机电耦合系数kt=0.49;径向机电耦合系数kp=0.027;压电各向异性比kt/kp=18;压电应变常数d33=65pC.N∧-1;机械品质因素Qm=541,密度ρv=7.4g.cm∧-3,居里温度Tc=312℃,介电常数ε∧T33/Eo=177,介质损耗tanδ=0.63%,该材料在叠层压电滤波器和叠层压电和压变压器方面显示出很好的应用前景。     

铅锰锑系压电陶瓷介电性研究

采用预合成及掺杂适量MnO2等工艺制备了钙钛矿结构为主的压电陶瓷材料Pb（Mn1/3Sb2/3)x(Zn1/3Nb2/3)y(Zr0.535Ti0.465)1-x-yO3,此材料具有机电耦合系数高、介质损耗小、介电常数与机械品质因数适中的特点。引入MnO3使其成为单一的钙态矿结构,并且提高了材料的介电与压电性能。     

压电陶瓷材料对超声马达性能的影响

考察了３种不同性能的压电陶瓷材料,即偏硬性的铌镁－铌锰－锆钛酸铅（ＰＭＭＮ－ＰＺＴ）、软件的铌镁－铌镍－锆钛酸铅（ＰＭＮ－ＰＮＮ－ＰＺＴ）和性能介于二者之间的经ＭｎＯ２添加改性的ＰＭＮ－ＰＮＮ－ＰＺＴ对压电马达性能的影响。利用这３种压电陶瓷材料作为一种摇头式压电超声马达的定子换能器,分别考察了它们对转速、力矩输出、效率和定子换能器的频带宽度等性能的影响。作为对比,也考察了研制的压电马达和日本同类压     

各向异性压电陶瓷材料

本工作制备了添有少量Pb(Zn_(1/3) Nb_(2/3))O_3,Bi(Zn_(1/2) Ti_(1/2))O_3和MnO_2的高电阻率,高密度的改性(PbCa)TiO_3压电陶瓷。这种陶瓷在150℃和施加40—50kV/cm电场条件下极化之后显示出大的各向异性压电特性。它具有高的厚度扩张模式机电藕合系数Kt,高的机械品质因素Qm低的介电常数,而平面耦合系数Kp值极小。于是,这种新的压电材料适于制作高频陶瓷滤波器超声换能器,金属探伤检测器,以及声表面波器件等。     

锑锰锆钛酸铅压电陶瓷的MnO2改性研究

探讨了MnO2过量对锑锰锆钛酸铅(Pb(Mn1/3Sb2/3)0.05Zr0.47Ti0.48O3,简写为PMSZT5)压电陶瓷的性能影响。通过X线衍射(XRD)分析了PMSZT5+z%MnO2(z=0～0.7,质量分数)陶瓷的相组成。结果发现,合成温度900℃保温2h后可得到完全钙钛矿结构。随着锰含量的增大,体系从准同型相界向三方相转变。z>0.1、1 240℃烧结温度下,介电常数ε3T3/ε0、压电常数d33、机电耦合系数kp达到最佳值,即ε3T3/ε0=1 560、d33=350pC/N、kp=0.63。该组成的谐振频率fr、横向机电耦合系数k31和压电常数d31的温度稳定性与未掺杂相比有所改善。过量锰的加入使PMSZT5的居里温度降低。     

压电陶瓷变压器的试制及其老化行为研究

选用不同掺锰量的0.2PZN-0.8PZT (w(MnO2)为0.2%, 0.5%, 0.8%,分别记作P1,P2,P3)压电陶瓷制作了压电变压器模拟试样,采用空气中高温下对三端电极同时进行加压极化的方法。性能测试表明,P2的压电性能最优,具有最小的机械损耗和介质损耗,适合在全波谐振频率驱动状态下工作。此外,还系统研究了P2试样压电参数的老化行为,研究结果表明:电容量C和压电常数d33的老化行为均服从对数定律。     

一种改进型1-3-2压电复合材料的研究

高质量的压电换能器需要具备较高的机电耦合系数和灵敏度。该文在传统型1-3-2压电复合材料的基础上提出了一种改进型1-3-2压电材料,提高了压电换能器的机电耦合系数和换能器的接收灵敏度。通过有限元仿真分析了不同间距对改进型1-3-2压电材料敏感元件的谐振频率、反谐振频率及机电耦合系数的影响,并与传统1-3-2型压电复合材料进行了对比。结果表明,与传统型1-3-2压电复合材料相比,在相同间距条件下,改进型压电材料的机电耦合系数约大0.03。制做的3种不同间距改进型压电材料表明,间距为1 mm的改进型压电材料的机电耦合系数较大,约为0.68。     

应用于压电能量收集器的PZT PZN系陶瓷材料

压电材料作为环境振动能量收集器的核心功能材料,是制备高性能能量收集器的关键。该文从提高能量收集效率入手,研究适合于能量转换的高性能压电陶瓷材料。采用两步合成工艺制备出了0.7Pb(Zr0.51Ti0.49)0.99O3-0.3Pb(Zn1/3Nb2/3)O3(PZT-PZN)压电陶瓷,研究了La2O3掺杂对其微观结构和机电性能的影响。实验结果表明,掺杂少量的La2O3能显著提高PZT-PZN陶瓷的压电系数(d33)、机电耦合系数(k31、kp)、介电常数(εr)等。当掺杂量为4%(摩尔分数)时,在1 200℃烧结PZT-PZN,显示出良好的压电和介电性能:d33=560pC/N,k31=0.376,kp=0.642,s1E1=16.5×10-12 m2/N,εr=3 125。     

有机电解液MnO_2/AC混合电容器的研究

固相合成法制备了MnO2电极材料,以其为正极,活性炭(AC)电极为负极,组装了有机电解液MnO2/AC混合电容器。测试结果表明,在1 mol/L的有机电解液LiPF6/(DMC+EC)中,混合电容器的工作电压可达2.5 V,在不同的电流密度下,比容量为43.64～53.17 F/g,漏电流为0.08×10–3 A/cm2,经1 000次恒流充放电循环后,比容量衰减幅度约为8%。     

掺CeO_2纳米MnO_2非对称超级电容器的研究

采用化学共沉淀法制备出超级电容器用掺CeO2的MnO2电极材料,通过XRD、SEM对样品进行了表征,研究了掺杂量对MnO2电极稳定性能的影响。结果表明,产物主相为α-MnO2,粒度分布较均匀,在50～100nm;在6mol/L的KOH电解液中,该掺杂MnO2电极材料具有优良的电容行为和循环稳定性能。当掺CeO2量为10%(与MnO2的质量比)时,在电流密度为250mA/g时,比电容量达257.68F/g;循环500次,容量仅衰减1.18%。