织构型钙钛矿铁电材料的研究进展

简要介绍了压电铁电材料的种类及发展历程,重点比较了压电陶瓷和压电单晶在性能和制备中的差异,提出了制备织构型压电陶瓷的必要性.以钙钛矿型PMN-PT压电陶瓷为例,提出了产生织构结构的简便有效的方法-模板晶粒生长法(TGG法);同时具体分析了制备PMN-PT粉体、模板粒子的常用方法以及使模板产生定排列的方法.论述了目前已经取得的一些成果,提出了该体系织构材料今后的发展方向和应用前景.     

钙钛矿结构织构化无铅压电陶瓷的研究EI北大核心CSCD

综述了反应模板晶粒生长(RTGG)技术和模板晶粒生长(TGG)技术在钙钛矿结构织构陶瓷中的应用,探讨了利用TGG技术制备具有<001>取向织构陶瓷的生长机制,并对模板和基料的选择进行了说明:1)模板应选择与基料具有相同晶体结构且晶格失配小于15%的非等轴化学性能随温度变化稳定的片状单晶体;2)从动力学角度分析了TGG过程,基料颗粒越细小,模板形核和取向晶粒生长的驱动力越大。评述了3种具有钙钛矿结构无铅压电织构陶瓷体系(铌酸钾钠基、钛酸钡基、钛酸铋钾钠基)的织构化研究现状和织构陶瓷特点,特别是压电性能改善的途径,并展望了3类具有钙钛矿结构无铅压电陶瓷织构化的发展方向及前景。     

织构化无铅压电陶瓷体系及制备工艺研究进展

随着环境友好型材料的提出和可持续发展的要求,各个领域对于无铅压电材料的需求越来越大,高性能无铅压电陶瓷的研究与开发成为国内外压电材料研究的热点。研究表明,在某一极化方向拥有高度晶粒取向(高织构度)的压电陶瓷表现出的压电性能大幅优于非织构化陶瓷,如何将无规则排列的陶瓷晶粒定向排列形成织构陶瓷,是近些年的研究热点与难点。该综述主要介绍了目前研究广泛的几种主要的无铅压电陶瓷体系:铌酸钠钾(KNN)基陶瓷、钛酸钡(BT)基陶瓷、钛酸铋钠(BNT)基陶瓷、铋层状陶瓷以及钨青铜结构陶瓷,并综述了无铅压电陶瓷的主要制备技术,着重介绍了晶粒定向技术的相关进展:热处理技术、定向凝固技术、磁场定向技术、模板晶粒生长(TGG)技术、反应模板晶粒生长(RTGG)技术以及多层晶粒生长(MLGG)技术。同时,综述了多种织构化成型工艺:干压成型、丝网成型、轧膜成型、挤出成型、热锻成型以及流延成型。     

SrBi_2Nb_2O_9织构陶瓷各向异性的电性能

以熔盐法制备的片状SrBi2Nb2O9晶粒为模板晶粒,固相法制各的SrBi2Nb2O9为基体粉料,采用模板晶粒生长技术和流延法制备了SrBi2Nb2O9织构陶瓷.研究了SrBi2Nb2O9织构陶瓷沿a-b平面方向和c方向的介电、压电及铁电性能,发现SrBi2Nb2O9织构陶瓷的性能呈现出显著的各向异性,其a-b平面方向的介电常数ε33T/ε0达186,tanδ仅有0.003,压电常数d33=13pC/N,剩余极化强度Pr=10.3iμC/cm2,矫顽场强Ec=4.6kV/mm,均明显优于C方向的电性能.     

钙钛矿结构织构化无铅压电陶瓷的研究

综述了反应模板晶粒生长(RTGG)技术和模板晶粒生长(TGG)技术在钙钛矿结构织构陶瓷中的应用,探讨了利用TGG技术制备具有001取向织构陶瓷的生长机制,并对模板和基料的选择进行了说明:1)模板应选择与基料具有相同晶体结构且晶格失配小于15%的非等轴化学性能随温度变化稳定的片状单晶体;2)从动力学角度分析了TGG过程,基料颗粒越细小,模板形核和取向晶粒生长的驱动力越大。评述了3种具有钙钛矿结构无铅压电织构陶瓷体系(铌酸钾钠基、钛酸钡基、钛酸铋钾钠基)的织构化研究现状和织构陶瓷特点,特别是压电性能改善的途径,并展望了3类具有钙钛矿结构无铅压电陶瓷织构化的发展方向及前景。     

织构PNN-PZT陶瓷的光固化成型制备及其电学性能研究

为高效制备织构压电陶瓷,以球状Pb(Ni_1/3Nb_2/3)O₃-PbZrO₃-PbTiO₃ (PNN-PZT) 为基体粉体,片状BaTiO₃ （BT）为模板粉体,采用光固化成型技术代替传统流延技术制备织构压电陶瓷。研究了粉体形貌对打印浆料流动性的影响、浆料的光敏参数以及不同BT含量织构陶瓷的晶体结构和电学性能。结果表明,球状粉体浆料具有低黏度的特性,能够有效提高打印浆料的固含量,最大固含量可达86%（质量）。此时陶瓷浆料的临界曝光量与透射深度分别为127.5 mJ/cm²和21.1 μm。打印后的PNN-PZT-BT陶瓷沿[00l]_c方向生长,BT模板粉体含量从1%增长到5%,陶瓷的织构度由42%增到92%。当BT含量为3%时,样品具有最高的压电常数d₃₃=1047 pC/N。与传统的流延法相比,SLA技术的工艺优势在于制备周期短,稳定性高,能够有效降低织构陶瓷的制备难度。     

织构PNN-PZT陶瓷的光固化成型制备及其电学性能研究

为高效制备织构压电陶瓷,以球状Pb(Ni_1/3Nb_2/3)O₃-PbZrO₃-PbTiO₃ (PNN-PZT) 为基体粉体,片状BaTiO₃ （BT）为模板粉体,采用光固化成型技术代替传统流延技术制备织构压电陶瓷。研究了粉体形貌对打印浆料流动性的影响、浆料的光敏参数以及不同BT含量织构陶瓷的晶体结构和电学性能。结果表明,球状粉体浆料具有低黏度的特性,能够有效提高打印浆料的固含量,最大固含量可达86%（质量）。此时陶瓷浆料的临界曝光量与透射深度分别为127.5 mJ/cm²和21.1 μm。打印后的PNN-PZT-BT陶瓷沿[00l]_c方向生长,BT模板粉体含量从1%增长到5%,陶瓷的织构度由42%增到92%。当BT含量为3%时,样品具有最高的压电常数d₃₃=1047 pC/N。与传统的流延法相比,SLA技术的工艺优势在于制备周期短,稳定性高,能够有效降低织构陶瓷的制备难度。     

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.     

铅基压电陶瓷承烧板的制备及其性能

采用低膨胀相材料、化学稳定性强的基相材料及其它辅助相材料为主要原料,采用压力注浆成型,自然干燥,常压烧结工艺制备铅基压电陶瓷承烧板。研究晶相组成、显微结构对烧银承烧板使用寿命的影响。结果表明:在最佳工艺条件下可制备热膨胀系数α_((室温~800℃))=2.81×10~(-6)℃~(-1),抗弯强度151.6 MPa,抗热震性△T≥400℃不裂的陶瓷承烧器具,用作铅基压电陶瓷被银后烧银(700~850℃)承烧板,其使用寿命超过150次。     

无铅压电陶瓷粉体合成和改性方法研究进展

作为将机械能和电能相互转换的功能陶瓷材料,压电陶瓷具有优良的力学耦合特性,且逐渐成为材料技术领域的重要组成部分。不过,由于铅基陶瓷材料会对环境造成较大的危害,近年来有关高精密度、高可靠性和微型化的无铅压电陶瓷的制备技术研究已成为一个备受关注的热点。概述了无铅压电陶瓷的粉体合成和陶瓷改性方法的研究现状,同时也对其广阔的发展前景进行了展望。