石伟丽
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邢志国
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王海斗
,
李国禄
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张建军
材料导报
简要介绍了无铅压电陶瓷的研究进展,重点介绍了BaTiO3 (BT)基、钛酸铋钠(BNT)基和铋层状无铅压电陶瓷的性能.分析了掺杂改性对BNT基和铋层状无铅压电陶瓷压电性能的影响,详细对比了无铅压电陶瓷的制备方法,为改进工艺提高压电性能提供了理论支持.展望了BT基压电材料在热喷涂领域的应用前景,并分析了亟待解决的问题.
关键词:
无铅压电陶瓷
,
压电性能
,
掺杂改性
,
制备
刘奕君
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李月明
,
沈宗洋
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王竹梅
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廖润华
,
洪燕
人工晶体学报
通过流延成型技术,以片状K0.5Na0.5NbO3(简称为KNN)粉体为模板,结合掺杂改性后的基料粉体(K0.45Na0.55)0.98Li0.02(Nb0.77Ta0.18Sb0.05)O3-0.005BaZrO3(简称为KNNLST-BZ)流延制备出KNN基无铅压电陶瓷,研究了不同的工艺参数(烧结温度、烧结次数)对于KNNLST-BZ织构化陶瓷的电学性能、显微结构的影响.结果表明:模板含量为20wt％的KNNLST-BZ织构化陶瓷在1145℃下保温2h呈现出优异的性能:压电常数d33=204 pC/N,横向机电耦合系数k31=23％,剩余极化强度Pr=26 μC/cm2,矫顽场Ee=1.2 kV/mm.同时该织构化陶瓷在1145℃下烧结2次能得到更优的电学性能:d33 =248 pC/N,k31=32.54％,Pr=38 μC/cm2,Ec=1.2 kV/mm,介电损耗tanδ=6.38％,机械品质因数Qm=16.76,介电常数εT33/ε0=913.7,横向伸缩振动频率常数N1=2244.
关键词:
无铅压电陶瓷
,
铌酸钾钠
,
流延成型
,
K0.5Na0.5NbO3
沈万程
,
沈宗洋
,
李月明
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王竹梅
,
刘华军
人工晶体学报
采用固相法制备了(1-x)(K0.49Na0.51)(Nb0.97 Ta0.03) O3-xBi0.5 Na0.5 ZrO3(KNNT-BNZ,x=0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05)无铅压电陶瓷,研究了Bi0.5 Na0.5ZrO3 (BNZ)的掺杂量对KNNT-BNZ陶瓷相结构、微观结构和电性能的影响.结果表明:KNNT-BNZ陶瓷具有纯的钙钛矿结构,随着BNZ掺杂量x的增加,陶瓷从正交相转变为四方相,并在0.03≤x≤0.04出现正交-四方两相共存的多型相转变区域.在该多型相转变区域靠近四方相的边界x =0.04处,陶瓷具有优异的电性能:压电常数d33 =317 pC/N,机电耦合系数kP=36.4％,机械品质因数Qm=68,介电常数ε3T/ε0=1225,介电损耗tanδ =3.1％,剩余极化强度Pr=20.5 μC/cm2,矫顽场Ec=1.16 kV/mm,居里温度Tc=310℃.
关键词:
无铅压电陶瓷
,
铌酸钾钠
,
锆酸铋钠
,
多型相转变
沈万程
,
沈宗洋
,
李月明
,
王竹梅
,
骆雯琴
,
宋福生
,
谢志翔
人工晶体学报
采用固相法制备了0.96(K0.49 Na0.51)(Nb0.97-xTa0.03Sbx) O3-0.04Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5ZrO3(0.96KNNTSx-0.04BNKZ,x=0,0.01,0.02,0.03,0.04)无铅压电陶瓷,研究了Sb掺杂量对0.96KNNTSx-0.04BNKZ陶瓷相结构、微观结构和电性能的影响规律.X射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)分析结果表明:0.96KNNTSx-0.04BNKZ陶瓷具有纯钙钛矿结构,随着Sb掺杂量x的增加,陶瓷由正交-四方两相共存逐渐转变为四方相,在x≤0.01时,陶瓷为正交-四方两相共存的多型相转变(Polymorphic Phase Transition,PPT)结构,而当x≥0.02时,陶瓷则转变为四方相结构.在PPT向四方相转变的组成边界x=0.02处,陶瓷具有优异的电性能:压电常数d33=345 pC/N,机电耦合系数kp=39.2％,机械品质因数Qm=51,介电常数ε33T/ε0=1520,介电损耗tanδ =2.7％,剩余极化强度Pr=15.4 μC/cm2,矫顽场Ec =1.09kV/mm,居里温度Tc=275℃.
关键词:
无铅压电陶瓷
,
铌酸钾钠
,
锆酸铋钠钾
,
多型相转变
姚利兰
,
刘其斌
,
周顺龙
人工晶体学报
采用固相烧结法制备了(Ba0.85Ca0.15)(Ti09Zr0.1-xSnx) O3(BCZTS)无铅压电陶瓷.研究了不同含量SnO2(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08)对BCZT无铅压电陶瓷相结构、压电性能、介电性能和铁电性能的影响,并利用XRD、SEM、准静态d33测试仪等表征样品.结果表明,所有样品均为单一钙钛矿结构.当掺杂x=0.02时,(Ba0.ss Ca0.1s)(Ti0.9 Zr0.1-xSnx) O3无铅压电陶瓷材料的综合性能优异:d33 =553 pC/N,kp=49％,εr～ 7474(l kHz),tanδ～1.5％ (lkHz),Pr=6.06 μC/cm2,Ec=2 kV/cm,利用Curie-Weiss定律对该实验结果进行拟合,发现x=0.02的样品的介电弛豫特征更为明显.
关键词:
无铅压电陶瓷
,
固相烧结法
,
介电弛豫
,
铁电性能
,
Sn02
李海涛
,
闫焉服
,
王广欣
,
李谦
,
黄金亮
人工晶体学报
用熔盐法合成铌酸钾钠(Na0.52K0.48NbO3,N52K48N)陶瓷粉体,用传统固相烧结工艺制备N52K48N陶瓷.研究了熔盐含量和烧结温度对N52K48N陶瓷粉体及其所制备陶瓷的相结构、微观形貌及电学性能的影响.结果发现,熔盐法在750℃就合成了单一钙钛矿结构的N52K48N陶瓷粉体;随熔盐含量增加,N52K48N陶瓷粉体粒径增大,粉体团聚现象明显减弱.当熔盐与反应物质量之比为1∶5,烧结温度T=1050℃时,所制备的N52K48N陶瓷具有优异的电学性能:压电常数d33=137 pC/N,机电耦合系数kp=32.6％,居里温度Tc=410℃,表明熔盐法是一种很有前途的铌酸钾钠陶瓷制备方法.
关键词:
熔盐法
,
无铅压电陶瓷
,
铌酸钾钠
,
钙钛矿结构
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
尹奇异
,
袁硕果
,
陈才
,
田长安
,
张凌云
机械工程材料
采用传统的陶瓷制备技术制备了0.95K0.47Na0.47Li0.06NbO3-0.05BaxSr1-xTiO3体系元铅压电陶瓷,研究了该体系陶瓷的微观结构与压电、介电性能.结果表明:在1 165℃烧结4 h的条件下,该体系陶瓷能形成单一的钙钛矿型结构;随着x值的增大,陶瓷的压电、介电性能先增后降,并在x为0.85时性能达到最佳,其压电常数为136 pC/N,机电耦合系数为39%,机械品质因数为146,介电常数为1 327,介质损耗为0.021.
关键词:
无铅压电陶瓷
,
微观结构
,
铌酸钾钠锂
张金平
,
蔡艳艳
,
王二萍
,
高景霞
,
李慧
,
李亚林
人工晶体学报
采用传统固相反应法制备了0.97K05Na0.5NbO3-0.03Bi0.5Na0.5ZrO3+xmo1％ CuO (0.97KNN-0.03BNZ+xCu)无铅压电陶瓷.研究不同CuO掺量(x=0、0.5、1、2、3和4)对0.97KNN-0.03BNZ陶瓷的显微结构和电学性能的影响.结果表明:CuO的掺入使材料出现“硬化”现象,机械品质因数Qm有明显提高,矫顽场显著增大.CuO的掺入量在3％时,样品的综合性能最佳:压电常数(d33)为137 pC/N,机电耦合系数(kp)为0.30,机械品质因数(Qm)为238,介电损耗(tanδ)为1.5％.另外,从SEM图片中可以看出:0.97KNN-0.03BNZ压电陶瓷材料的平均晶粒尺寸随着CuO掺入量的增加明显增大,这表明CuO有烧结助熔作用,能降低烧成温度.
关键词:
无铅压电陶瓷
,
CuO掺杂
,
压电性能
