(K0.5Na0.5)NbO3-LiNbO3无铅压电陶瓷的烧结特性和压电性能研究

采用传统陶瓷烧结工艺制备了(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xLiNbO3无铅压电陶瓷,研究了陶瓷的结构、烧结特性及电性能特征.制备的(K0.5Na0.5)NbO3-LiNbO3陶瓷为单一的钙钛矿结构,室温下其相结构随LiNbO3含量增加逐渐由正交相向四方相转变,显微结构也由于LiNbO3含量的不同而表现出很大差异.与(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷相比,(K0.5Na0.5)NbO3-LiNbO3陶瓷的烧结温度降低,烧结特性得到改善. (K0.5Na0.5)NbO3-LiNbO3陶瓷表现出优越的压电性能,其中0.94(K0.5Na0.5)NbO3-0.06LiNbO3(x=0.06)陶瓷的压电常数d33达到205pC/N,机电耦合系数kp为40.3%,kt达到49.8%.     

NbO3-LiNbO3无铅压电陶瓷的烧结特性和压电性能研究

采用传统陶瓷烧结工艺制备了（1-x）（K0．5Na0．5）NbO3-xLiNbO3无铅压电陶瓷，研究了陶瓷的结构、烧结特性及电性能特征．制备的（K0．5Na0．5）NbO3-LiNbO3陶瓷为单一的钙钦矿结构，室温下其相结构随LiNbO3含量增加逐渐由正交相向四方相转变，显微结构也由于LiNbO3含量的不同而表现出很大差异．与（K0．5Na0．5）NbO3陶瓷相比，（K0．5Na0．5）NbO3-LiNbO3陶瓷的烧结温度降低，烧结特性得到改善．（K0．5Na0．5）NbO3-LiNbO3陶瓷表现出优越的压电性能，其中0．94（K0．5Na0．5）NbO3—0．06LiNbO3（x=0．06）陶瓷的压电常数d33达到205pC／N，机电耦合系数kp为40．3％，kt达到49．8％．     

0.84(K_(0.48)Na_(0.52))NbO_3-0.16K_(0.56)Li_(0.38)NbO_(2.97)无铅压电陶瓷的多层膜工艺研究

采用多层膜工艺制备了0.84(K0.48Na0.52)NbO3-0.16K0.56Li0.38NbO2.97无铅压电陶瓷,研究了不同烧结温度和保温时间对陶瓷的密度、物相、微观形貌以及介电和压电性能的影响。结果表明,所有烧结条件下得到的陶瓷都是钙钛矿结构和少量钨青铜结构的混合相,而且室温下陶瓷都处于多型相变区域。1050℃烧结8 min得到的陶瓷断面晶粒均匀,相对密度达到95%以上,并且获得最优的介电和压电性能:介电常数为εr=618,介电损耗为tanδ=0.03,压电常数为d33=112 pC/N。与传统制备工艺相比,多层膜工艺大大降低了烧结温度,缩短了烧结时间,有效地抑制了K、Na的挥发。     

烧结温度对Cu优化LNKN无铅压电陶瓷结构和性能的影响

用传统固相烧结工艺制备Li0.06(Na0.5K0.5)0.94NbO3+0.8mol%CuO(LNKN-Cu0.8)无铅压电陶瓷。研究烧结温度对LNKN-Cu0.8无铅压电陶瓷致密度、相结构、微观结构及电学性能的影响。结果发现致密度随烧结温度的升高先增大后降低,在1020℃烧结时达到最大值95%。在所研究的烧结温度范围内,陶瓷都生成了单一钙钛矿结构。虽然没有发现正交和四方两相共存的准同型相界,但由于致密度和微观形貌的影响,在1020℃烧结时,陶瓷的压电性能达到最优值:d33=196pC/N。     

柠檬酸法制备（K1/2Na1/2）NbO3无铅压电陶瓷及其性能研究

将柠檬酸法与固相合成法有效结合，制备出钙钛矿结构的（K1/2Na1/2）NbO3（KNN）无铅压电陶瓷．分析表明，利用柠檬酸法合成铌酸钾钠粉体较为适宜的温度为550℃；制备铌酸钾钠无铅压电陶瓷的较好温度为1100℃，其居里温度为415℃，压电常数为58×10^-12C/N．     

(Na0.55K0.45)1-xLixNb1-xSbxO3压电陶瓷偏离两相共存区的性能研究

使用传统陶瓷烧结工艺制备了(Na0.55K0.45)1-xLixNb1-xSbxO3体系无铅压电陶瓷中偏离两相共存区的0.97(Na0.55K0.45)NbO3-0.03LiSbO3(简记为97KNN-3LS)陶瓷,分析了在不同烧结温度下其结构与电学性能.研究结果表明,当在适当的烧结温度时,该组分陶瓷具有良好的压电与铁电性能,其中,压电常数d33=166pC/N,平面机电耦合系数κP=46.7%,动态电阻R1=63Ω.该体系陶瓷在常温附近具有较高的κP与较低的R1,是一种很有应用前景的无铅压电陶瓷.     

(Na0.5K0.5)NbO3基无铅压电陶瓷的研究

由于钙钛矿结构无铅压电陶瓷具有高的压电性能，已成为无铅压电陶瓷研究的热点．本文综述了钙钛矿结构无铅压电陶瓷（Na0．5K0.5）NbO3的研究进展和趋势．重点从添加第二组元、添加助烧剂、取代改性和制备方法四个方面，归纳和分析了（Na0．5K0.5）NbO3基无铅压电陶瓷的研究开发进展，并对（Na0.5K0.5）NbO3基无铅压电陶瓷今后的研究和发展提出一些建议．     

（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．     

一种改性铌酸盐系无铅压电陶瓷的合成与特性研究

K0.5Na0.5NbO3(KNN)系铌酸盐是一类可能替代铅基压电陶瓷的无铅压电陶瓷.利用Ta和Sb掺杂或者取代KNN中的相关离子,在陶瓷的准同型相界(MPB)处显现出高的压电和介电性能.利用传统技术制作出一种新的致密度较高的无铅压电陶瓷(1-x)(K0.5Na0.5)(Nb0.96Sb0.04)O3-xLiTaO3(简记为KNNS-LT).所有的组分在MPB处都存在纯的钙钛矿结构,主要压电性能在MPB处达极大值,其机电耦合系数kp为40%,压电常数d33为225pC/N,居里温度Tc为355℃.     

(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。     

0.94[(Na0.96-xKxLi0.04)0.5Bi0.5]TiO3-0.06Ba(Zr0.055Ti0.945)O3无铅压电陶瓷的压电介电特性

对无铅压电陶瓷0.94[(Na0.96-xKxLi0.04)0.5Bi0.5]TiO3-0.06Ba(Zr0.055Ti0.945)O3的性质随K含量的变化进行了系统研究,获得压电应变常数d33高达185pC/N的0.94[(Na0.80K0.16Li0.04)0.5-Bi0.5]TiO3-0.06Ba(Zr0.055Ti0.945)O3压电陶瓷.随着K掺杂量的增加,该陶瓷材料的介电温谱峰值向右明显移动,其介电峰温度明显升高.     

铌钽酸钠钾锂-铟酸铋铁电压电性能的研究

采用传统固相合成法制备了(1-x)(0.97Na_0.5K_0.5NbO₃+0.03LiTaO₃)+xBiInO₃[(1-x)(KNN+LT)+xBI]无铅压电陶瓷, 研究了该体系的晶体结构、压电、铁电与介电性能。结果表明: (1-x)(KNN+LT)+xBI陶瓷的晶体结构在室温下为正交相和四方相两相共存, 随着BI含量的增加, 四方相含量逐渐增多, 居里温度T_c降低, 但是正交四方相转变温度T_o-t呈现升高趋势, 晶格参数逐渐增大。随着BI含量的继续增加, Bi在高温下的挥发导致氧空位的增多, 从而使材料性能下降。在x=0.0015时得到组分的最佳性能, 其居里温度T_c、相转变温度T_o-t、压电常数d₃₃、剩余极化P_r、矫顽场E_c分别达到400℃、126℃、160 pC/N、19.26 μC/cm2和7.75 kV/cm。     

钇掺杂对BSPT高温压电陶瓷铁电性能的影响

利用传统固相法制备了(1-x)Bi(Sc1-yYy)O3-xPbTiO3(BSYPT-x/y)压电陶瓷,采用XRD、SEM、压电工作站等技术表征了体系的晶体结构、微观组织及其铁电性能.发现随着PbTiO3含量的增加,BYSPT-x/y陶瓷相结构由三方结构逐渐转变为四方结构.体系的准同型相界(MPB)位置随BiYO3含量的增加而移向PbTiO3含量更低的一端.在准同型相界附近的BSYPT0.58/0.15陶瓷的电滞回线出现"束腰"现象,这种现象来源于BSYPT0.58/0.15陶瓷内部产生的正极为O2-,负极为Y3+的缺陷偶极子.     

铬掺杂的PSN-PZN-PZT四元系压电陶瓷材料的研究

用传统固相合成方法制备了Pb(sn1/3Nb2/3)O3-Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbZrO3-PbTiO3(简写为PSN-PZN-PZT)四元系压电陶瓷材料,主要研究Cr离子掺杂对此材料的微观结构以及压电、介电性能的影响.通过对XRD衍射谱图分析可知,随着Cr的掺杂量的增大,该系统材料的三方相的含量减少,准同相界的位置向三方相移动;SEM照片显示,晶粒尺寸随Cr的量增大而增大,在0.5wt%含量时晶粒分布均匀且大小较为一致;ERP结果表明,Cr2O3在材料中主要以Cr3 、Cr5 存在.且结合材料的性能参数分析,增加Cr的含量会促使Cr离子由高价向低价转化.当Cr2O3的掺杂量为0.5wt%时,PSN-PZN-PZT材料的综合性能较好.     

含铋层状结构陶瓷CaBi2Nb2O9的A位掺杂改性研究

利用固相反应法合成了Ca1-x(KLa)x/2Bi2Nb2O9(x=0～0.20)(xKLaCBNO)铋层状陶瓷,分析不同KLa掺杂量对CaBi2Nb2O9(CBNO)基陶瓷微观结构、介电、压电及电导性能的影响.XRD分析表明KLa的引入未改变CBNO陶瓷的单相结构.SEM和介电系数温度谱结果分别显示,KLa掺杂量的增加,细化尺寸趋于一致,而居里温度(Tc)从943℃降低至875℃,其峰值介电常数减小、峰值介电损耗增大.当掺杂量x=0.1时,样品的高温电阻率较纯CBNO显著升高,压电系数d33由5.2 pC/N提高到15.8 pC/N,居里温度高达870℃,说明A位(KLa)掺杂改性后的CBNO陶瓷在高温传感器等领域具有潜在的应用前景.     

Depolarization temperature and piezoelectric properties of Na1/2Bi1/2TiO3-Na1/2Bi1/2(Zn1/3Nb2/3)O3 ceramics by two-stage calcination method

A new group of NBT-based lead-free piezoelectric ceramics, Na_1/2Bi_1/2TiO₃-Na_1/2Bi_1/2(Zn_1/3Nb_2/3)O₃, was synthesized using the two-stage calcination method and depolarization temperatures and piezoelectric properties were also investigated. The XRD analysis showed that the ceramics system had a morphotropic phase boundary (MPB) between the rhombohedral and the tetragonal structure. The highest piezoelectric properties of d ₃₃ = 97 pC/N and k _t = 0·46 were obtained near MPB compositions. Furthermore, the depolarization temperatures near MPB compositions were slightly decreased and the lowest T _d was maintained at 210°C.     

(K,Na)NbO3 lead-free piezoelectric ceramics synthesized from hydrothermal powders

Among various lead-free piezoelectric materials, (K,Na)NbO₃ is a very promising candidate. In this study, (K,Na)NbO₃ ceramics were sintered from mixed KNbO₃ and NaNbO₃ powders prepared by hydrothermal reaction. These two powders were mixed with distilled water in a KNbO₃/NaNbO₃ molar ratio of 1. After sintering the mixed powder, the solid solution of (Na,K)NbO₃ ceramics was obtained. The electrical properties such as the electromechanical coupling factors k_p and k₃₃, the mechanical quality factor, Q_m, and the piezoelectric constant d₃₃ of the sintered (K,Na)NbO₃ ceramics were 0.32, 0.48, 71 (radial mode), 118 ((33)mode), and 107 pC/N, respectively.     

Bismuth-modified BiScO3-PbTiO3 piezoelectric ceramics with high Curie temperature

New piezoelectric ceramics, 0.15BiScO₃-0.85(Pb_{1 − 3x / 2}Bi_x)(Ti_0.98Mn_0.02)O₃ (x = 0.04~0.10), were prepared by using conventional solid phase processing. The results of X-ray diffraction (XRD) show that the ceramics have a single phase tetragonal perovskite structure. The ceramics, poled by normal poling process, have piezoelectric coefficient d₃₃, planar electromechanical coupling factor kp and thickness electromechanical coupling factor k_t of 50~60 pC/N, ~ 11% and ~ 30%, respectively. An extremely high mechanical quality factor Q_m of 1540 was obtained at the composition x = 0.08. The Curie temperature (T_C) is in the range of 520-550 °C, higher than 490 °C of pure PbTiO₃. The combination of good piezoelectric properties and high T_C makes these ceramics suitable for elevated temperature piezoelectric devices.     

PMSZT压电陶瓷的烧结工艺研究

研究保温时间对PMSZT压电陶瓷的相组成、显微结构及电性能的影响。结果发现,烧结温度1240℃保温1h时,密度达极值7．83g／cm^3。保温1h的试样,晶粒致密均匀,居里温度最低。随着保温时间的缩短或延长,居里温度增加。电性能在保温1h时达最佳,ε33^T/ε0=1700,d33=336pC/N,Kp=0.655,Qm=2200,tgδ=0.0030。     

NiO掺杂对PMS-PZ-PT三元系陶瓷微结构和电性能的影响

探讨了NiO掺杂量对PMS—PZ—PT三元系陶瓷的微观结构和电性能的影响。实验结果表明：随着掺杂量的增加，物相组成由四方相向三方相转变：NiO在PMS—PZ—PT材料中的固溶度比较小；当掺杂量为0．02wt％时，εr，d33，κp，Qm等都有所提高，从而能获得好的压电性能，能满足超声马达实际使用的要求。