补偿电价取代对(Bi1/2Na1/2)TiO3无铅压电陶瓷介电与压电性能的影响

采用传统陶瓷制备方法,制备出一种钙钛矿结构无铅新压电陶瓷材料(1-x)(Bi1/2Na1/2)TiO3-xBi(Mg2/3 Nb1/3)O3.研究了一种化合物Bi(Mg2/3 Nb1/3)O3中两种离子Bi3 和(Mg2/3Nb1/3)3 同时进行补偿电价取代对(Bi1/2Na1/2)TiO3陶瓷介电和压电性能的影响.X射线衍射分析表明,所研究的组成均能够形成纯钙钛矿(ABO,)型固溶体.陶瓷材料的介电常数-温度曲线显示该体系材料具有明显的弛豫铁电体特征.适量的取代能提高材料的压电性能,在x=0.7%时压电常数d33=94 pC/N,x=0.9%时厚度机电耦合系数kt=0.46,为所研究组成中的最大值.该体系陶瓷具有较大的kt值和较小的kp值,具有较大的各向异性.     

铈和镧掺杂对（Bi1/2Na1/2）0.94Ba0.06TiO3压电陶瓷性能的影响

采用传统陶瓷制备方法，制备出La2O3和CeO2掺杂的（Bi1/2Na1/2）0.94Ba0.06TiO3无铅压电陶瓷，研究了微量稀土元素La,Ce对（Bi1/2Na1/2）0.94Ba0.06TiO3无铅压电陶瓷微观结构、介电与压电性能的影响。XRD分析表明，La2O3和CeO2的掺杂量在0．1％～0．8％C质量分数）范围内都能形成纯钙钛矿（ABO3）型固溶体。测试了不同组成陶瓷的介电、压电性能，陶瓷材料的介电常数．温度曲线显示La2O3掺杂的陶瓷在升温过程中存在两个介电常数温度峰，而CeO2掺杂的陶瓷的低温介电常数温度峰不明显；在La2O3和CeO2掺杂量为0．3％时陶瓷的压电常数d33分别为156pC/N和160pC/N，为所研究组成中的最大值，平面机电耦合系数Kp最大值出现在La2O3和CeO2掺杂量为0．1％时，分别为0.32，0.31。     

(Mo_(1/2)Sr_(1/2))~(4+)掺杂Bi_(1/2)Na_(1/2)TiO_3无铅压电陶瓷结构及其性能研究

采用传统陶瓷制备工艺制备出了Bi1/2Na1/2Ti1-x(Mo1/2Sr1/2)xO3(简称BNT-MS-100x)系无铅压电陶瓷材料,研究了(Mo1/2Sr1/2)4+掺杂量对BNT基陶瓷材料显微结构和电学性能的影响。研究结果表明,(Mo1/2Sr1/2)4+掺杂并未影响BNT陶瓷的晶体结构,仍为纯钙钛矿型结构,而且致密性良好。随着(Mo1/2Sr1/2)4+掺杂量增加,居里温度升高,剩余极化强度先增大后减小。当x=0.004时,BNT-MS-100x陶瓷的压电系数最大,d33=104pC/N,介电损耗最小,tanδ=4.11%。     

Na0.5Bi0.5TiO3-BaTiO3陶瓷的介电和压电性能研究

研究了Na0.5Bi0.5TiO3和（Na0.5Bi0.5）0．94Ba0．06TiO3陶瓷的电滞回线，压电性能和热滞现象。得到（Na0.5Bi0.5）0．94Ba0．06TiO3陶瓷的剩余极化Pr=19μC/cm^2，矫顽场Ec=4.7kV/mm.发现有适量的Ba^2 取代（Na0.5Bi0.5)^2 尽管压电性能有所提高，但同时使得材料的温度稳定性大大降低。     

(0.98-x)BNT-xBKT-0.02BZN无铅压电陶瓷的制备及性能研究

采用传统固相烧结法制备(0.98-x)Bi1/2Na1/2TiO3-xBi1/2K1/2TiO3-0.02Bi(Zn2/3Nb1/3)O3(简称(0.98-x)BNT-xBKT-0.02BZN,其中x=0.1、0.15、0.20、0.25)无铅压电陶瓷,系统研究了不同烧结温度对(0.98-x)BNT-xBKT-0.02BZN陶瓷压电及介电性能的影响。结果表明,压电常数和机电耦合系数都随烧结温度的升高而增大,得出1140℃为最佳烧结温度,其最佳性能如下:d33=43pC/N,Kp=0.2731,ε3T3/ε0=1289.8,tanδ=0.038。     

（1-y）[（Na0.96-xKxLi0.04）0.5Bi0.5]TiO3-yBa（Zr0.055Ti0.945）O3无铅压电陶瓷的压电介电特性

对（1-y）[（Na0.80K0.16Li0.04）0.5Bi0.5]TiO3-yBa（Zr0.055Ti0.945）O3无铅压电陶瓷进行了系统研究，获得压电应变常数d33高达185（pC/N）的0．94[（Na0.80K0.16Li0.04）0.5Bi0.5]TiO3-yBa（Zr0.055Ti0.945）O3压电陶瓷。还研究了该材料[（Na0.96-xKxLi0.04）0.5Bi0.5]TiO3-yBa（Zr0.055Ti0.945）O3的性质随K含量的变化．随着Ba（Zr0.055Ti0.945）O3含量的增加，该陶瓷材料的介电温谱峰值向左移动，其介电峰温度缓慢降低；与此相反，随着K掺杂量的增加，该陶瓷材料的介电温谱峰值却向右明显移动，其介电峰温度明显升高。     

（Bi1/2Na1/2）0.94Ba0.06TiO3无铅压电陶瓷制备工艺研究

采用两步合成工艺制备了（Bi1/2Na1/2）0.94Ba0.06TiO3无铅压电陶瓷。利用XRD、SEM等分析技术，研究了（Bi1/2Na1/2）0.94Ba0.06TiO3陶瓷的先低温再高温的两步合成工艺，烧结工艺对陶瓷晶体结构和压电性能的影响。结果表明，两步合成工艺有利于提高陶瓷性能，其压电常数如3最大值可达155pC/N，比传统方法提高了24％。较合适的预合成工艺为：750℃/1h＋8501000℃/2～3h；该体系陶瓷具有较宽的烧结温度范围，较合适的烧结工艺为：1150～1190℃/2～3h。     

Y2O3掺杂（Bi0．5Na0．5）0．94Ba0．06TiO3无压电陶瓷的研究铅

采用固相合成法制备了Y2O3掺杂（Bi0．5Na0．5）0．94Ba0．06TiO3无铅压电陶瓷。研究了Y2O3掺杂对（Bi0．5Na0．5）0．94Ba0．06TiO3陶瓷晶体结构、介电与压电性能的影响。XRD分析表明,在所研究的组成范围内陶瓷均能够形成纯钙钛矿固溶体。介电常数-温度曲线显示陶瓷具有弛豫铁电体特征,陶瓷的弛豫特征随掺杂的增加更为明显。在Y2O3掺杂量为0．5％时陶瓷的压电常数d33分别为137pC／N,为所研究组成中的最大值,掺杂量为0．1％时,机电耦合系数kp与kt最大值为0．30,0．47。     

B位复合离子取代NBT无铅陶瓷的电性能研究

采用两步合成工艺制备了新型Na1/2 Bi1/2Ti1-x(Ni1/3Nb2/3)xO3系无铅压电陶瓷.研究了B位复合离子取代对NBT陶瓷晶体结构及压电、介电性能的影响.X射线衍射分析表明,所研究的组成均能形成纯钙钛矿(ABO3)型固溶体.陶瓷材料的介电常数-温度曲线显示该体系材料具有明显的弥散相变特征.适量的取代能提高材料的压电性能,在x=3%时压电常数d33=98pC/N,x=2%时厚度机电耦合系数kt=0.46,为所研究组成中的最大值.该体系陶瓷具有较大的kt值和较小的kp值,以及较大的各向异性,是一种优良的、适合高频下使用的超声换能材料.     

（K0.54N0.46）NbO3-LiSbO3无铅压电陶瓷的电学性能与相结构

利用传统的电子陶瓷工艺制备了（1-x）（K0.54Na0.46）NbO3-xLiSbO3[（1-x）KNN-xLS]无铅压电陶瓷，研究了LiSbO3对（KNN-xLS陶瓷的相结构与介电压电性能的影响．研究结果表明，（1-x）KNN-xLS陶瓷的准同型相界位于0．04〈x〈0．06；（1-x）KNN-xLS陶瓷的电学性能强烈地依靠化学成分，在准同型相界附近具有加强的电学性能；（1-x）KNN-xLS0=O．05）陶瓷的室温压电常数达220pC/N，径向机电耦合系数达43％，居里温度为368℃，正交．四方转变温度为90℃，介电常数为l145，介电损耗为2．8％，剩余极化值为26．6p．C/cm^3，矫顽场为13．8kV/cm．因此可以认为，该陶瓷体系是具有应用前景的无铅压电陶瓷材料之一．     

A位LiCe复合取代改性对Na_(0.5)Bi_(2.5)Nb_2O_9陶瓷性能的影响

用固相反应法制备了[(NaBi)1-x(LiCe)x]0.5Bi2Nb2O9(x=0.00,0.04,0.06和0.08)高温铋层压电陶瓷材料,分析了LiCe对Na0.5Bi2.5Nb2O9压电陶瓷的影响。LiCe掺杂促进了样品晶粒生长,引起样品晶格畸变,这极大地提高了该系列陶瓷样品的压电活性。LiCe掺杂还提高了掺杂样品压电、介电性能的温度稳定性。当x=0.06时,该系列陶瓷的压电常数提高到24pC/N,是纯Na0.5Bi2.5Nb2O9的2倍多,平面机电耦合系数为12%,厚度机电耦合系数为25%,加上高的居里温度,低的介电损耗(1kHz只有0.26%)和稳定的压电特性,表明LiCe改性使Na0.5Bi2.5Nb2O9高温铋层压电陶瓷具有很好的高温应用前景。     

流延成型制备(Na0.85K0.15)0.5Bi0.5TiO3陶瓷的显微结构及性能

采用流延成型工艺制备了（Na0.85K0.15）0．5Bi0.5TiO3无铅压电陶瓷，研究了陶瓷退火前后的显微组织结构，结果表明陶瓷主晶相为钙钛矿相结构，并伴随有形貌呈针状的第二相K2Ti6O13出现；陶瓷断面和表面的晶粒形貌有差别，采用退火处理无法消除第二相K2Ti6O13，但可有效改善陶瓷断面的晶粒形貌，同时增大材料的矫顽场，并使剩余极化强度（Pr）、压电常数（d33）、介电常数（ε）与介电损耗（tanδ）变小．（Na0.85K0.15）0.5Bi0．5TiO3无铅压电陶瓷的电滞回线表现出明显铁电体的特征，其矫顽场为2680V／mm，Pr达36．6μC／cm^2，d33达113pC／N，‰为0．27，Qm达154．     

CeO2改性压电陶瓷（Bi0．515Na0．5）0．94（Ba0．8Sr0．2）0．06TiO3备及性能研究的制

实验采用传统陶瓷工艺技术制备无铅压电陶瓷（Bi0．515Na0．5）0．94（Ba0．8Sr0．2）0．06TiO3-x（w％）CeO2（缩写为：BNBST—x）。研究表明：掺杂CeO2的BNBST—x系压电陶瓷,极化电压为4．5kV／mm、极化温度为70℃、极化时间为40min是合适的极化条件,且在CeO2的掺杂含量为0．2wt％时,陶瓷性能最佳,其中压电常数d33=91pC／N、平面机电耦合系数kp=31％、介电常数εr=1666、介质损耗tanδ=0．042、居里温度Tc=338℃。     

(Na1/2Bi1/2)TiO3(NBT)无铅压电陶瓷的研究进展

对(Na1/2Bi1/2)TiO3基无铅压电陶瓷的研究现状进行了综述.着重概括了通过元素替代/掺杂手段对NBT陶瓷性能的影响规律.该系统陶瓷具有的强铁电性质与Bi3 密切相关;材料压电性能可通过改性技术进行调节:如通过加入第二组元化合物降低其矫顽场而提高NBT基陶瓷压电性能.总结了(Na1/2Bi1/2)TiO3基无铅压电陶瓷组成的研究思路和方向.     

BaNb2O6掺杂Na1/2Bi1/2TiO3无铅压电陶瓷的介电弛豫

采用传统陶瓷制备方法,制备了无铅新压电陶瓷材料Na1/2Bi1/2TiO3-xBaNb2O6.研究了BaNb2O6掺杂对(Na1/2Bi1/2)TiO3陶瓷晶体结构、介电性能与介电弛豫行为的影响.XRD分析表明,在所研究的组成范围内陶瓷材料均能够形成纯钙钛矿固溶体.材料的介电常数-温度曲线显示陶瓷具有两个介电反常峰Tf和Tm,修正的居里一外斯公式较好的描述了陶瓷弥散相变特征,弥散指数随BaNb2O6掺杂量的增加而增加.该体系陶瓷表现出与典型弛豫铁电体明显不同的弛豫行为,低掺杂量的陶瓷仅在低温介电反常峰Tf附近表现出明显的频率依赖性,而高掺杂的陶瓷材料在室温和Tf之间都表现出明显的频率依赖性.并根据宏畴一微畴转变理论探讨了该体系陶瓷产生介电弛豫的机理.     

Bi0.5Na0.5TiO3基A位多重复合无铅压电陶瓷的研制

针对钛酸铋钠(Bi0．5Na0．5TiO3)基复合钙钛矿压电铁电材料,发明了多种新的AB03型A位多重复合无铅压电陶瓷体系。这些新的无铅压电陶瓷具有压电铁电性能优良、铁电电滞回线矩形度高、压电铁电性能的温度特性好、工艺稳定性和重复性好等特点。所测得的一个体系(Bi0．5(Na1-x-yKxLiy)0．5TiO3)的d33达230pC／N,其kp达0．40,Pr达40μC/cm^2,矫顽场Ec则较低(小于4kV／mm);变温铁电电滞回线测试表明,在温度接近200℃时,该陶瓷还具有很好的铁电电滞回线。该体系无铅压电陶瓷性能优异,工艺性好,具有实用性。     

(0.84-x)Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3-0.16K_(0.5)Bi_(0.5)TiO_(3-x)SrTiO_3系无铅压电陶瓷结构与电性能

采用固相法制备了Bi补偿的(0.84-x)Na0.5Bi0.5TiO3-0.16K0.5Bi0.5TiO3-x SrTiO3(简称NBTKBT-xST)无铅压电陶瓷,研究不同ST掺量对体系陶瓷的结构与电性能的影响规律。结果表明,在掺杂范围内(0≤x≤0.06),材料均能形成单一的钙钛矿固溶体结构。随着x的增加,陶瓷晶体结构逐渐由三方相向四方相过渡,且该体系的三方-四方准同型相界(MPB)位于0.03≤x≤0.04。在此组成区域内,体系陶瓷的铁电与压电性能较好,其中x=0.04时,材料的电性能较好:压电常数d33=156 pC/N,平面机电耦合系数k p=0.29,相对介电常数εr=1116,介质损耗tanδ=4.1%,剩余极化强度P r=30.5μC/cm2,矫顽场E c=23.9 kV/cm。介电温谱和变温电滞回线表明体系陶瓷在T d以上可能存在极性相与非极性相共存。     

Y2O3掺杂(Bi0.5 Na0.5)0.94 Ba0.06 TiO3无铅压电陶瓷的研究

采用固相合成法制备了Y2O3掺杂(Bi0.5 Na0.5)0.94 Ba0.06 TiO3无铅压电陶瓷.研究了Y2O3掺杂对(Bi0.5 Na0.5)0.94Ba0.06 TiO3陶瓷晶体结构、介电与压电性能的影响.XRD分析表明,在所研究的组成范围内陶瓷均能够形成纯钙钛矿固溶体.介电常数-温度曲线显示陶瓷具有弛豫铁电体特征,陶瓷的弛豫特征随掺杂的增加更为明显.在Y2O3掺杂量为0.5%时陶瓷的压电常数d33分别为137 pC/N,为所研究组成中的最大值,掺杂量为0.1%时,机电耦合系数kp与kt最大值为0.30,0.47.     

钙钛矿型低铅压电陶瓷的制备与性能研究

采用传统陶瓷工艺制备了钙钛矿型低铅压电陶瓷xPbTi0.4716Zr0.4834（Mn1/3Sb2/3）0.0450O3-（1-x）（K0.485Na0.485Li0.03）NbO3[xPMS-（1-x）KNLN],研究了该陶瓷体系的结构和介电、压电与铁电性能以及这些结构和性能与工艺条件的关系。XRD分析表明,随着烧结温度的升高,陶瓷晶相由焦绿石相与赝立方钙钛矿相共存转变为单一的四方钙钛矿相;SEM分析表明,在烧结过程中产生了以（K0.485Na0.485Li0.03）NbO3组分为主的液相,并在烧结温度提高的过程中产生孔洞出现-孔洞消失的现象;电学测试表明,xPMS-（1-x）KNLN陶瓷具有良好的性能,在x=0.75、烧结温度为1250℃时,陶瓷的性能参数为压电常数d33=182pC/N,机电耦合系数kp=34.5%,居里温度TC=165℃,剩余极化强度Pr=21.2μC/cm2,矫顽场强Ec=1.47kV/mm,介电常数εr=1879,介电损耗tanδ=0.92%。     

Bi_(0.5)(Na_(0.8)K_(0.2-x)Li_x)_(0.5)TiO_3无铅压电陶瓷的制备及性能研究

采用固相反应方法制备Bi0.5(Na0.8K0.2-x Lix)0.5TiO3无铅压电陶瓷。研究该体系陶瓷的组成变化及烧结工艺对压电陶瓷的相组成、显微结构及电性能的影响。结果表明,混合原料的平均粒径在2μm左右,粒度呈正态分布。热分析确定了混合原料的合成温度为900℃。XRD分析表明,900℃预烧温度下,合成粉体为ABO3的钙钛矿结构,且为铁电四方相结构。SEM表明,组成在x=0.06,烧结温度为1 160℃时,能够获得烧结良好且致密度较高的陶瓷,该组成的陶瓷的电性能具有最佳值,εT33/ε0=1 160、tanδ=0.029、d33=195pC/N、kp=0.407。