铌镁酸铅-钛酸铅陶瓷介电与压电性能的研究

用二步合成法制备了（１－ｘ）Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－ｘＰｂＴｉＯ３原料,并制成了纯钙钛矿结构压电陶瓷。研究三方－四主相界附近组份及工艺与性能的关系。材料以１２００℃附近保温１５０ｍｉｎ为佳。材料性能表明,有希望成为新型压电陶瓷。     

新型压电材料—弛豫铁电体单晶的研究

A cost-effective crystal growth method was studied to fabricate the relaxor ferroelectric single crystal of lead magnesium niobate -lead titanate (PMN-PT). The crystal of PMN-PT, 7mm in diameter was prepared, and its dielectric and piezoelectric properties measured are as follows:T_c ～170 ℃ E_c～340V/mm, ε～3500 (25℃ and 1kHz), and d₃₃ ～1040pC/N.     

PMN-BT陶瓷的介电性能和相变温度

制备了一系列PMN－BT陶瓷,系统地研究了BT含量的变化对介电性能和相变温度的影响。PMN－BT陶瓷的相变温度与组成吴“U”型变化曲线,相变温度的异常化是由于系统中存在Ba(Mg1/3Nb2/3)O3顺电微区所致。PMN－BT陶瓷的介电驰豫特性随BT的增加经历了一个由弱变强,再由强变弱的过程,对由两种钙钛矿化合物构成的铁电固溶体相变温度的变化规律进行了讨论。     

PMN-BT陶瓷的介电性能和相变温度

制备了一系列ＰＭＮ－ＢＴ陶瓷,系统地研究了ＢＴ含量的变化对介电性能和相变温度的影响．ＰＭＮ－ＢＴ陶瓷的相变温度与组成呈“Ｕ”型变化曲线．相变温度的异常变化是由于系统中存在Ｂａ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３顺电微区所致．ＰＭＮ－ＢＴ陶瓷的介电弛豫特性随ＢＴ的增加经历了一个由弱变强,再由强变弱的过程．对由两种钙钛矿化合物构成的铁电固溶体相变温度的变化规律进行了讨论．     

铌镁酸铋-钛酸铅压电陶瓷准同型相界附近的性能和相变温度研究

利用传统固相烧结法制备了Bi(Mg_2/3Nb_1/3)O₃-PbTiO₃(BMN-PT)压电陶瓷, 分析了不同PbTiO₃含量对BMN-PT压电陶瓷的晶体结构、介电、压电及铁电性能的影响. XRD结果表明: 合成的BMN-PT陶瓷具有纯钙钛矿结构, 并且在PbTiO₃含量为x=0.60时, 其组分的XRD图谱在衍射角2θ=45°出现明显的分峰, 说明该组分相结构中存在三方和四方相的共存. 压电铁电性能显示, BMN-0.60PT有最大的压电常数d₃₃(~170pC/N)和平面机电耦合系数k_p(0.35), 最小的矫顽场E_c(29.4 kV/cm)及最大的剩余极化P_r(31.4 μC/cm²). 确定了BMN-PT压电陶瓷的准同型相界(MPB)为PbTiO₃含量x=0.60的组分. 介电系数温谱表明介电系数峰值温度(Tm)随着PbTiO₃含量的增大而升高, MPB组分的Tm约为276℃.     

PMN和PZN基复相陶瓷的制备及其介电温度稳定性的研究

以PZN基和PMN基粉本为起始组元，采用两相混合烧结法成功的制备了两相共存的复相陶瓷，介电性能测试表明，复相陶瓷的室温介电常数为5377（1kHz)，其介质电温谱在－15℃－＋90℃温度范围内相当平坦，介电温度稳定性大幅提高，据键价理讨论了复相陶瓷的设计和组成控制，并初步探讨了复相陶瓷提高介电温度稳定性的机制。     

PMN-PT驰豫铁电单晶及其超声换能器性能研究

测试了PMN－PT（67／33）切型铁电单晶的机电性能,分析了该晶体与常用压电材料在微观结构和机电性能上差异。对该压电单晶未调末调制下纵向长度伸缩振动模超声换能器性能进行了理论分析。讨论了压电单晶的机械和介电损耗对超声换能器性能的规律。     

过量PbO和过量MgO对PMN-PT陶瓷相结构及介电性能的影响

采用ＮａＣｌ－ＫＣｌ熔盐法成功地制备了单一钙钛矿相结构的０．８ＰＭＮ－０．２ＰＴ陶瓷,并详细研究了添加过量ＰｂＯ和过量ＭｇＯ对０．８ＰＭＮ－０．２ＰＴ陶瓷样品的相结构和介电性能的影响。结果表明：过量ＰｂＯ和过量ＭｇＯ都能抑制和消除焦绿石相,并提高陶瓷的介电常数,但过量ＭｇＯ的效果更好。     

交流测试电场对PMZNT弛豫铁电陶瓷介电性能的影响

考察了不同交流测试电场对ＰＭＮ－ＰＺＮ－ＰＴ系弛豫铁电陶瓷介电性能的影响。测试结果表明，交流测试电场的增大导致介电常数最大值对应的温度Ｔｍａｘ下降，同时介电常数在Ｔｍａｘ附近及低于Ｔｍａｘ温度以下增大。并应用冻结偶极子、慢偶极子的概念对实验结果进行了定性分析。     

高性能铌镁酸铅-钛酸铅定向压电陶瓷的研究

用定向凝固技术制备了择优方向为[112]的0．70Pb(Mg1／3Nb2／3)O3—0．30PbTiO3高性能定向压电陶瓷．该陶瓷[112]方向的取向度约为35％，准静态压电常数d33约为1500～1600pC／N，耦合系数κt～0．51，κ33～0．82，22kV／cm时的场致应变约为0．23％。     

掺杂对PMN-10PT铁电陶瓷介电性能的影响

铌镁酸铅与钛酸铅组成比为9:1(PMN-10PT)的固溶体陶瓷是典型的弛豫铁电体,其介电行为与偶极玻璃的介电行为极为相似.本文使用常用的Swartz两步法,研究了基体掺杂不同物质对PMN-10PT铁电陶瓷的介电性能的影响.经研究发现,当掺入Li₂O时,材料的峰值介电常数为28640,大于纯PMN-10PT,而频率色散和弥散相变的程度都变小.当掺杂CaO和Yb₂O₃时,材料的峰值介电常数下降,分别为19300和18850,它们的频率色散和弥散相变的程度都变大了.同时通过拉曼光谱研究了PMN-10PT陶瓷的B位离子有序度的变化.     

掺杂对PMN铁电陶瓷烧结工艺和介电性能的影响

使用常用的两步法,研究了基体掺杂不同物质对ＰＭＮ陶瓷的烧结工艺和介电性能的影响．经研究发现,当掺杂 １ｍｏｌ％Ｌｉ_２Ｏ时,可以实现 ９５０～１０００℃左右的中温烧结,材料的常温介电常数和介电损耗分别为 １３５００和 ０．５５％,都优于纯 ＰＭＮ．当掺杂 ２ｍｏｌ％时,可以将烧结温度降到８００～９００℃的低温烧结范围,且介电损耗明显下降．分析结果表明;材料的显微结构良好,材料的致密化程度较高．另外,掺加 Ｌｉ_２Ｏ和 ＳｒＯ可以分别稍微减小和增加材料的弥散相变程度．同时本文还研究了ＰＭＮ陶瓷的微观结构和介电弛豫的情况．     

67 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-33PbTiO3单晶90铁电畴光学研究

采用偏光显微镜观察了67Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-33PbTiO3固溶体铁电单晶在室温时90铁电畴结构.铁电畴结构与晶体质量有关,在正交偏光显微镜下光学透明晶体中存在着尺寸为23mm的均匀大畴,不同极化方向的大畴重叠形成雾状区,使晶体表现出光学质量宏观不均匀.在光学质量差的雾状晶体中则存在着0.1mm宽的110型带状孪生畴,使晶体形成表面浮凸,带状畴内还存在着90°亚畴.并对这些畴的形成作了讨论     

Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3晶体组分对结构与性能的影响

用熔体Modified Brdgman法生长出尺寸直径40 mm长度80 mm的弛豫铁电单晶PMNT90/10,表明该方法不仅适合在准同型相界(MPB)附近生长PMNT单晶,也适合生长PT含量很低的PMNT单晶.在生长出的PMNT90/10晶体中,铁电相与顺电相两相共存,并呈现亚微畴结构特征.随着晶体组分由PMN组元变化到MPB组分附近,PMNT的电畴结构呈现微畴-亚微畴-不规则宏畴-规则宏畴演化系列,而介电弛豫特性则逐步弱化.PMNT固熔体的电学性能依赖于晶体组分,(001)切型PMNT90/10晶体的压电常数d33约80 pC/N,显著低于MPB附近组分,但其介电常数ε达到12600,明显高于后者.     

掺钾对PMN基陶瓷有序微区及介电和电致伸缩性能的影响

使用二次合成法制备了不同钾含量的0.80Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.20PbTiO3陶瓷，首先研究了掺钾对PMN基预烧粉体和陶瓷试样相组成的影响，在此基础上详细研究了掺钾对PMN基陶瓷有序微区、介电和电致伸缩性能的影响规律。掺钾对PMN基预烧粉体和陶瓷的相组成影响很小；理论计算和Raman散射光谱分析都表明掺钾使PMN基陶瓷的有序微区的尺寸稍微减小；掺钾也小幅度地减小了PMN基陶瓷的介电和电致伸缩性能，最后分析了掺钾降低介电和电致伸缩性能的原因。     

掺La3+对0.94(Na1/2Bi1/2)TiO3-0.06BaTiO3陶瓷介电行为和压电性能的影响

对(Bi1／2Na1／2)TiO3-BaTiO3压电陶瓷在准同型相界处的组成掺入不同量的La^3 ，研究掺杂对于体系结构、压电与介电性能的影响．结果表明，掺杂使得体系的弛豫铁电体特征更为明显，相变的弥散程度增大，室温下的介电常数增大；当掺杂量低于1．5％时，材料的d33值增大，但同时介电损耗也相对于基体有所增加．当掺杂量达到3％以后，陶瓷的压电性能严重降低．     

67Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-33PbTiO3单晶的微结构与铁电畴

用偏光显微镜(PLM)和透射电镜(TEM)观察了67Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-33PbTiO3单晶的畴结构.在PLM下,光学质量不同的晶体具有不同的畴结构,透明晶体具有毫米尺度的大畴,透明性差的晶体的带状孪生畴宽约为0.1mm;在TEM下,雾状晶体中存在着复杂的微米尺度的孪生畴,而均匀晶体中存在着不规则的微米尺度的180°畴.原位EDS分析表明,在孪生晶体中存在Nb-Ti-Mg-Pb-O非晶相.透明晶体的介电和压电常数显著地高于雾状晶体.讨论了化学不均性对畴结构的影响.     

过量Nb2O5对偏铌酸铅压电陶瓷烧结性能和电学性能的影响

采用传统的固相烧结法制备了组成为PbNb₂O₆-xmol%Nb₂O₅(x=0, 5, 10, 15, 20)的压电陶瓷样品, 研究了过量Nb₂O₅对PbNb₂O₆压电陶瓷烧结性能和电学性能的影响。研究结果表明, 过量Nb₂O₅能够在保证PbNb₂O₆高居里温度和明显各向异性的条件下改善其烧结性能和电学性能。这可能是因为过量Nb₂O₅导致PbNb₂O₆中Nb-O八面体的扭曲, 进而抑制PbNb₂O₆在烧结过程中的三方到四方相变。随着过量Nb₂O₅加入到PbNb₂O₆中, 其压电系数(d₃₃)和致密度都明显提高了, 并且在过量5mol% Nb₂O₅时达到最大值, 分别为69 pC/N和93.1%。