Sr掺杂BNT-BT压电陶瓷结构与性能研究

采用传统的电子陶瓷制备工艺制备了一系列0.93Bi0.5Na0.5TiO3-0.07(Ba1-xSrx)TiO3(简写为BNBST100x;x=0.02,0.04,0.06,0.08,0.10)陶瓷,研究了陶瓷的结构、介电、压电性能变化特征.XRD分析表明,陶瓷样品均形成了单一的钙钛矿结构固溶体.陶瓷的介电、压电性能受Sr含量的影响显著.所有陶瓷样品表现出弥散相变特征.BNBST陶瓷的压电常数随着Sr含量的增加表现出先增大后减少的趋势.同时,当Sr含量为4 mol%时,压电常数(d33达到最大,分别为139.8 pC/N.     

压电陶瓷PZN-PZT对压电复合材料性能的影响

本研究采用固相烧结法合成了PZN-PZT压电陶瓷粉体,并用XRD分析了其晶相组成。将PZN-PZT陶瓷粉体与PVDF复合,制备出PZN-PZT/PVDF0-3型压电复合材料,研究了陶瓷质量分数对复合材料铁电性、介电性及压电性的影响。结果表明,复合材料的铁电性、介电性和压电性能随陶瓷含量的增加而增强,当陶瓷含量为90%时,复合材料的剩余极化强度Pr达到5.27μC·cm-2,矫顽场EC为76kV·cm-1,介电常数εr为188,介电损耗tanδ为0.065,压电常数d33则达到33.4pC/N。     

Sr、Mn离子掺杂PMS-PZT压电陶瓷相组成与性能研究

针对聚焦超声换能器用压电陶瓷,采用传统的固相法制备Pb1.04(Mn1/3 Sb2/3)0.05 Zr0.47 Ti0.48 O3+x％SrCO3+y％MnO2(x+y=0.3)(PMS-PZT)三元系压电陶瓷.使用正交实验分析方法研究添加不同比例的Sr、Mn离子后PMS-PZT压电陶瓷电学性能的变化.讨论了在准同型相界(MPB)随着掺杂元素相对含量的改变对压电陶瓷的相对介电常数εr、机电耦合系数kp、机械品质因数Qm和压电常数d33的影响.通过研究发现:在900℃煅烧,1180℃烧结保温2 h,当x=0.15时,三方相和四方相共存且三方度最大,得到综合性能优良的压电陶瓷材料:密度 ρ=7.84 g/cm3、压电常数d33=336 pC/N、机械品质因数Qm=1889、机电耦合系数kp=0.63、相对介电常数εr=1479,采用此工艺制备的压电陶瓷完全满足高强度超声换能器用的压电材料.     

BNKT-xLaFeO3压电陶瓷的性能与微结构

采用传统固相法合成了(1-x)Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3-xLaFeO3无铅压电陶瓷.通过XRD分析,发现该三元体系压电陶瓷均能形成单相钙钛矿结构,并在x=0.005～0.01时范围内具有三方和四方共存结构,为该体系的准同型相界.并研究了该体系压电陶瓷的压电和介电性质.研究结果表明,在室温下该体系表...     

锰掺杂对PNW-PMS-PZT压电陶瓷结构和性能的影响

采用传统陶瓷工艺制备了Pb(Ni1/2W1/2)O3-Pb(Mn1/3Sb2/3)O3-Pb(Ti，Zr)O3-xMnO2压电陶瓷，分析了经1150℃烧结2h制备的陶瓷样品的相结构组成。实验结果表明：所有陶瓷样品均为钙钛矿相，未发现其它晶相。随着锰掺杂量的增加，陶瓷晶粒逐渐长大。研究了不同剂量的锰掺杂对压电陶瓷介电和压电性能的影响。结果表明：随着锰掺杂量的增加，材料逐渐变“硬”，当MnO2掺杂量少于0．2％(按质量计，下同)时，相对介电常数εr、压电常数d33和机械品质因数Qm逐渐增加，介电损耗tanδ减小；当MnO2掺杂量多于0．2％时，εr、d33和Qm逐渐降低，tanδ增加。随着锰掺杂量的增加，机电耦合系数kp和Curie温度θc逐渐减小。MnO2掺杂量为0．2％的压电陶瓷适合制作大功率压电陶瓷变压器。其压电性能为：εr=2138，tanδ=0．0058，kp=0．613，Qm=1275，d33=380pC／N和θc=205℃。     

热压法制备压电陶瓷／聚合物复合材料及性能研究

采用热压法分别制备了PZT／PVDF,PT／PVDF O-3型压电复合材料,所得材料具有较高的压电常数和良好的可柔性加工性能。并分析了无机压电陶瓷种类、含量对复合材料介电性能和压电性能的影响。     

BNBMT无铅压电陶瓷的制备及性能研究

本文采用新型溶胶-凝胶制粉技术和传统陶瓷生产工艺制备了0.93Bi0.5Na0.5TiO3-0.07Ba1-xMgxTiO3（简称BNBMT100x）体系无铅压电陶瓷,并对BNBMT陶瓷的晶相特征及其介电和压电性能进行了讨论。XRD分析表明,陶瓷样品均形成了单一的钙钛矿结构固溶体;Mg的加入对陶瓷的介电、压电性能有显著影响;陶瓷的铁电-顺电相变峰显著降低、展宽;介电损耗在室温至200℃范围内较平缓。当x=0.04时,机电耦合系数kp和kt最大,分别为16%和19%,压电常数d33值为111pC/N。     

热压法制备压电陶瓷／聚合物复合材料及其性能的研究

本文采用热压法分别制备了PZT／PVDF、PT／PVDF0-3型压电复合材料,并分析了无机压电陶瓷种类、含量对复合材料介电性能和压电性能的影响。结果表明：所得材料具有较高的压电常数和良好的可柔性加工性能。     

Mn掺杂三元固溶体系BNT-KBT-BT陶瓷的结构与性能研究

采用传统固相烧结法合成了Mn掺杂改性BNT基复合体系无铅压电陶瓷,并对其微观结构和电学性能进行了表征和研究.结果表明,Mn掺杂量小于0.6wt％时,样品均保持钙钛矿结构.掺杂量为0.30wt％时,陶瓷样品综合性能最佳,压电常数d33=174 pC/N,介电常数εr=9800,介电损耗tanδ=0.04,剩余极化强度Pr高达36μC/cm2,矫顽场强度Ec降至25 kV/cm,样品具有良好的温度稳定性.并通过扫描电镜中的成份面扫,探讨了Mn掺杂的占位分布和掺杂机制.     

铋层状结构压电陶瓷的制备与性能优化

采用固相烧结工艺制备了(SrBi2Nb2O9)χ(Na0.5Bi25Nb2O/9)1-χ(SBN-NBN,χ=0.1,0.3,0.6,0.9)新型铋层状结构无铅压电陶瓷.用X射线衍射仪、扫描电镜、介电和铁电测试系统分析SBN-NBN的结构、微观形貌与性能.结果表明:随着SBN含量的增加,样品均形成了稳定的层状铋结构,Curie温度(θc)减小,铁电-顺电相变弥散减弱,当χ≤0.6时,剩余极化强度(2Pr)和矫顽场(Ec)均增大,当χ0.6时,2Pr和Ec均减小.当χ=0.6时,θc650℃,2Pr=18.93μC/cm2,Ec=86.79kV/cm,均大于两单体系的.进一步研究了SBN和NBN两个预合成粉料的共混工艺对其性能的影响.结果表明:共混工序的差异对烧结体的物相结构没有产生明显影响,但对铁电性能产生了不容忽视的影响,两预合成粉造粒前混合比造粒后混合制得样品的θc高,弥散特性弱且易于极化.     

溶胶-凝胶法制备(Na0.5Bi0.5)TiO3-BaTiO3基无铅压电陶瓷的研究

采用溶胶-凝胶法制备（Na0.5 Bi 0.5）TiO3-BaTiO3超细粉体。研究结果表明，当热处理温度为800℃时能合成出纯的钙钛矿结构的BNBT超细粉体。另外研究发现，与固相法合成的陶瓷样品相比，sol-gel法制备的陶瓷样品的压电常数和机械品质因子有所提高，但其它的电学性能与固相法合成的陶瓷相近，如介电常数、介电损耗等。     

ZrO2掺杂对(Ba0.9Ca0.1)TiO3陶瓷性能的影响

采用新型溶胶凝胶制粉技术和传统陶瓷工艺相结合，对（Ba0.9Ca0.1）TiO3陶瓷进行ZrO2掺杂，对陶瓷晶相特征及铁电、介电、压电性能进行了研究，结果表明，ZrO2的加入对（Ba0．9Ca0．1）TiO3陶瓷的铁电性能略有改善，Curie峰前移和展宽，提高了介电常数ε和介电损耗tanδ，压电常数d33却降低了。当ZrO2掺杂量为0.14mol时，陶瓷的介电常数有最大值2559．43，介电损耗有最小值0.027，此时压电常数为35。     

Ca（0.2）（Li（1/2）Sm（1/2））（0.8）TiO3微波介质陶瓷低温烧结研究

以Ca0.2(Li1/2Sm1/2)0.8TiO3(CLST-0.8)为基料,添加质量分数10%的CaO-B2O3-SiO2(CBS)复合氧化物、4%的Li2O-B2O3-SiO2-CaO-Al2O3(LBSCA)玻璃料和0～2%的CuO氧化物为复合烧结助剂,研究了CuO含量的变化对CLST-0.8陶瓷的低温烧结行为及微波介电性能的影响.随着CuO添加量的增加,陶瓷体积密度、介电常数εr、无载品质因数与谐振频率乘积Qf值,都呈先增加后降低,谐振频率温度系数τf则呈先降低后升高的趋势.添加10%CBS、4.0%LBSCA和1.0%CuO的CLST-0.8微波介质陶瓷,可在900℃下保温5h烧结,并具有较佳的微波介电性能:εr=58.36,Qf=2011GHz, τf=3.44 ppm/℃.     

中温烧结(Ba、Sr)TiO3电容器陶瓷

采用常规电容器陶瓷制备工艺 ,借助正交设计实验法研究了在配方对中温烧结 (12 0 0℃ ) (Ba,Sr)TiO3 (BST)基陶瓷介电性能的影响 ,得到了影响BST基陶瓷介电性能的主次因素以及各因素水平影响其性能的趋势 ,同时得到介电常数最大的配方和介质损耗最小的配方 ,得到了综合性能最佳的适合单片电容器和独石电容器的中温烧结 (12 0 0℃ )BST基陶瓷基方 ,它具有中介 (ε≥ 2 195 )、低损耗 (tanδ≤ 0 .0 15 5 )和高耐压 (大于 4 .5Mv/m)。探讨了各组分对BST基陶瓷介电性能的影响机理 ,为研制中温烧结单片电容器和独石电容器陶瓷提供了依据     

ZnO和CuO烧结助剂对KNN压电陶瓷性能的影响

以微波水热法制备的KNN粉体为原料,添加1mol%ZnO、1mol%CuO烧结助剂,采用传统电子陶瓷制备方法,研究了烧结助剂对KNN陶瓷的陶瓷体积密度、显微结构和电性能的影响,结果表明:添加烧结助剂ZnO和CuO可以降低KNN陶瓷的烧结温度,提高KNN陶瓷的体积密度;与此同时,ZnO和CuO添加后降低了KNN无铅压电陶瓷的压电常数d33、介电常数ε33T/ε0,但机械品质因数Qm得到很大的提高,介电损耗tanδ明显降低。其中CuO烧结助剂可以使KNN陶瓷的d33由142 pC/N降低至118 pC/N,Qm值由82提高至427,tanδ由2.46%降低至0.64%。     

Ca1-x（Li1/2Sm1/2）xTiO3体系微波介质陶瓷的低温烧结研究

采用传统陶瓷制备工艺,制备了添加10 wt%NCB(Na2O-CaO-B3O3)复合氧化物的Ca1-x(Li1/2Sm1/2)xTiO3(x=0.700～0.875)(CLST-x)体系陶瓷,研究了添加NCB后CLST-x体系的晶相组成、显微结构、烧结性能及微波介电性能与组成关系.研究结果表明,添加复合氧化物NCB后,CLST-x体系各组成主晶相仍呈斜方钙钛矿结构,没有其它杂相.添加10wt%NCB后,CLST-x体系陶瓷均可在950℃下烧结致密,在此温度下材料具有较佳的微波介电性能,其中CLST-0.875陶瓷在950℃保温5 h烧结后具有良好的微波介电性能:εr=63.6,Qf=1591 GHz,τ f=0 ppm/℃,可满足高介多层微波器件的设计要求.     

水热法合成(K,Na)NbO_3陶瓷粉体及其压电性能研究

利用水热法在碱性溶液中合成了具有钙钛矿结构的(K,Na)NbO_3无铅压电陶瓷粉体,研究了初始溶液中K+的含量对产物晶相、形貌以及化学组成的影响。采用X射线衍射仪以及扫描电镜对产物的结构和形貌进行了表征,利用X荧光分析仪对粉体的化学组成进行了精确分析。实验结果表明:随着初始溶液中K~+含量的变化,有两相钙钛矿(K,Na)NbO_3粉体生成,在溶液中K~+的反应活性低于Na~+。然后,将水热合成的K_(0.58)Na_(0.42)NbO_3粉体采用传统固相烧结制备陶瓷材料,其结构较致密,压电常数d_(33)达到94 pC/N。     

双转子连续混炼机新型多棱榫状转子结构与混炼工艺特性研究

研究了新型多棱榫状转子的结构、混炼原理和工艺特性。结果表明,多棱榫状转子混炼能力强、分散混合效果好、混炼能耗低。其混炼功率随转速、加料量加大而增加,随卸料门开启度增大而减小。混炼时加料量与物料停留时间成反比,转速对物料停留时间影响不大。     

Large electrocaloric responses in [Bi1/2(Na,K)1/2]TiO3‐based ceramics with giant electro‐strains

The electrocaloric effect (ECE) is investigated through indirect measurement in two lead‐free [Bi_1/2(Na,K)_1/2]TiO₃‐based ceramics that were previously reported to display giant electro‐strains. In the Nb‐doped ceramic, denoted as BNKT‐2.5Nb, a decent temperature change of ΔT=1.85 K and an electrocaloric responsivity of ΔT/ΔE=0.37 (10^?6Km V^?1) are found around room temperature (32°C). While in the Ta‐doped ceramic, BNKT‐1.5Ta, a wide operation temperature range (T_span ~55 K) is observed near room temperature. Additional electrical measurements, as well as transmission electron microscopy experiments, are performed to identify the mechanisms of the ECE in both ceramics.