朱秀
,
许桂生
,
刘锦峰
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2017.04.05
铁电压电材料是一类非常重要的功能材料,在国民经济?高技术和国防工业中有着重要应用.含铅铁电压电材料由于具有类型丰富?性能优异?成本低廉等优势而被广泛应用.随着绿色可持续社会发展理念的深入,含铅材料对人体及环境的不利影响日益受到关注,开发环境友好的无铅压电材料成为铁电压电材料学科的重要研究方向.无铅压电材料的形式包括陶瓷和单晶, 目前有两类无铅压电材料受关注程度较高:①BaTiO3(BT)、Bi0.5Na0.5TiO3(BNT)、(K,Na)NbO3(KNN)三大体系无铅压电材料,因其具有准同型相界(MPB)或多型相界(PPB)结构,在相界组分附近表现出优异的压电性能,而受到广泛的研究;②铋层状结构和钨青铜体系无铅压电材料,因其具有居里温度高及各向异性大等特性而受到人们的重视.根据国内外有关无铅压电材料文献资料,分析和总结了无铅压电材料的组分设计、相界构建与性能调控、材料制备的最新研究进展,讨论了离子或化合物掺杂改性和制备工艺对材料性能的影响,分析了无铅压电单晶在制备上存在的挑战及空间生长对组分复杂的固熔体单晶生长带来的好处等问题.最后,在此基础上,对无铅铁电压电材料今后研究和发展方向进行了展望.
关键词:
无铅压电
,
陶瓷
,
晶体
,
压电性能
,
KNN
,
BNT
陆雷
,
肖定全
,
赁敦敏
,
张永彬
,
朱建国
人工晶体学报
利用脉冲激光沉积技术(PLD),在不同的制备工艺条件下,分别在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备了Bi0.5Na0.5TiO3(BNT)系列的Bi0.5(Na0.7K0.2Li0.1)0.5TiO3(BNKLT)和K0.5Na0.5NbO3(KNN)系列的Li0.04(Na0.5K0.5)0.96(Nb0.775Ta0.225)O3(KNNLT)无铅压电陶瓷薄膜,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对薄膜的晶体结构及表面形貌进行了比较研究.研究结果表明:薄膜的衬底温度、沉积室的氧气压力和薄膜的热处理温度对BNT和KNN薄膜结构和形貌都有较大影响,且影响程度不同;在最佳制备工艺参数下,利用PLD制备的BNT和KNN无铅压电陶瓷薄膜都具有精细的表面结构.
关键词:
脉冲激光沉积
,
BNT
,
KNN
,
无铅压电薄膜
黄涛
,
吴波
,
肖定全
,
吴家刚
,
刘超
,
朱建国
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.07.011
采用传统固相法制备了(0．995－x)K0．48 Na0．52 NbO3-0．005BiCoO3-xBi0．5 Na0．5 ZrO3(KNN-0．005BC-xBNZ,x＝0~0．045)系无铅压电陶瓷,研究了Bi0．5 Na0．5 ZrO3的引入对KNN基无铅压电陶瓷相结构和电学性能的影响.研究结果表明,BNZ的引入能够同时使KNN陶瓷的正交-四方相变温度(TO-T)向低温方向移动,三方-正交相变温度(TR-O)向高温方向移动.当0．03＜x≤0．04时,陶瓷在室温附近正交-四方(O-T)相和三方-正交(R-O)相(即R-O-T相)共存,使陶瓷的电学性能得到大幅提高；当x＝0．035时,陶瓷具有最优的电学性能：d33＝320 pC/N,kp＝52％,Pr＝19．7μC/cm2,εr＝1400,tanδ＝2．5％,TC＝335℃.
关键词:
无铅压电陶瓷
,
KNN
,
新型相界构建
,
电学性能
陈波
,
马健
,
张俊
,
吴波
,
肖定全
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.08.029
采用传统固相法制备了(1-x)K0.48 Na0.52 NbO3-xBi0.46 Nd0.04(Na0.82 K0.18)0.5 ZrO3(KNN-xBNNKZ,x=0~0.07)系无铅压电陶瓷,研究了Bi0.46 Nd0.04(Na0.82 K0.18)0.5 ZrO3的引入对KNN基无铅压电陶瓷相结构和电学性能的影响.研究结果表明,BNNKZ的引入能够让KNN陶瓷的正交-四方相变温度(TO-T)向低温方向移动,同时三方-正交相变温度(TR-O)向高温方向移动.当0.04
关键词:
无铅压电陶瓷
,
KNN
,
新型相界构建
,
电学性能
刘文凤
,
周超
,
高景辉
,
薛德帧
,
张立学
,
李盛涛
,
任晓兵
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2016.06.04
压电陶瓷已被广泛应用于航空航天、舰艇声纳、高速列车、汽车、精密仪器控制、移动通讯、办公及家用电子产品等领域，在全球已经形成了每年近百亿美元的巨大市场。然而，目前压电产业主力产品为对人体及环境有害的锆钛酸铅（ PZT）陶瓷。随着国际上对电子产品中使用含铅等有害材料的限制愈来愈严格，拥有巨大市场的压电陶瓷的无铅化已成为摆在全球面前的紧迫任务。准同相界（ MPB）是获得高压电性能的关键所在，现已开展了大量的研究工作，旨在揭示MPB的物理本质并基于MPB原理获得具有大压电效应及电致应变的环境友好型压电陶瓷。综述了3类性能最优的无铅压电材料体系：钛酸钡基（ BT）、铌酸钾钠基（ KNN）和钛酸铋钠基（ BNT）陶瓷，包括近年来在压电理论及实验方面的代表性研究进展。
关键词:
无铅压电陶瓷
,
铌酸钠钾基
,
钛酸钡基
,
钛酸铋钠基
,
准同型相界
