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Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3基无铅压电陶瓷的制备、结构与电性能研究

钛酸铋钠((Na_(0.5)Bi_(0.5))TiO_3,简称NBT)是一类钙钛矿型的A位离子复合取代铁电体,其居里温度为320℃,在室温下具有很强的铁电性,被认为是无铅压电陶瓷最有希望的候选材料之一。本论文采用传统电子陶瓷方法制备了NBT基无铅陶瓷,系统研究了材料的合成条件与制备工艺、结构与压电性能的关系,分析了NBT基陶瓷压电性能与材料的组成、结构之间的联系,并结合实验结果探讨了NBT基陶瓷的介电驰豫特性、相变特性以及材料的铁电性质及其对材料压电性能的影响与作用规律。(1) ①通过研究粉体的合成温度对晶体结构和压电性能的影响,发现(1-x)Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_(3-x)K_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3((1-x)NBT-xKBT)体系粉体的合成温度随取代量KBT的增加而降低,合适的合成温度在850~900℃范围内。陶瓷的烧结温度在1160~1175℃,保温时间2~6小时。(1-y)Na_(0.5)  (本文共130页) 本文目录 | 阅读全文>>

景德镇陶瓷学院
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(Na_(0.5)Bi_(0.5))TiO_3基无铅压电陶瓷与晶体的制备及电性能的研究

(1)采用固相法制备了LiSbO3掺杂0.8(Na0.5Bi0.5)TiO3-0.2(K0.5Bi0.5)TiO3(简称NBT-KBT-LS)无铅压电陶瓷,研究了LS的不同掺量(0≤x≤1.50%)对样品的显微结构及电性能的影响。结果表明:所制备的NBT-KBT-LS陶瓷样品均为单一的钙钛矿结构,LS的掺入有利于晶粒长大,但由于Bi3+与Na+的挥发,导致块状晶粒的出现。掺杂一定量的LS,陶瓷的压电常数d33、机电耦合系数kp、机械品质因子Qm、剩余极化强度Pr与矫顽场Ec均增大,表现出“软硬双性”的掺杂作用。当x=0.75%时,材料的性能最佳:d33=154pC/N,kp=0.268,Qm=107。(2)采用固相法制备了(0.8-x)Na0.5Bi0.5TiO3-0.2K0.5Bi0.5TiO3-xBaMnO3(简称NBT-KBT-BM)无铅压电陶瓷,研究了不同BM含量(x=0,0.25%,0.50%,0.75%,1.00%,...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

景德镇陶瓷学院
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(Na_(0.5)Bi_(0.5))TiO_3基无铅压电陶瓷的结构与电性能研究

钛酸铋钠((Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3,简称NBT)是一类钙钛矿型的A位离子复合取代铁电体,其居里温度为320℃,室温下为铁电三方相,自发极化强度为38μC/cm~2,由于其较强的铁电性和较高的居里温度,所以近年来得到了广泛的研究,被认为是最有希望的无铅压电陶瓷材料之一。本文采用传统固相法制备了NBT基无铅压电陶瓷,研究了材料的电性能与其组成、结构之间的关系,并结合材料的介电温谱和变温电滞回线探讨了陶瓷在升温过程中可能发生的相变特性。研究内容主要由以下三部分组成:(1)(1-x)(Na_(0.9)K_(0.1))_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3-xBa_(0.7)Ca_(0.3)TiO_3[(1-x)NKBT-xBCT]无铅压电陶瓷。研究了不同BCT含量(x=0,0.02,0.04,0.05,0.06,0.07)对NKBT陶瓷结构与电性能的影响。结果表明:所有样品均形成纯的钙钛矿结构,体系陶瓷的准同型相界(...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

四川大学
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Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3基无铅压电陶瓷体系的设计、制备及性能研究

本论文研究了BNT基无铅压电陶瓷体系的原子组成和压电性能的关系,提出了一个可以用于筛选BNrF基无铅压电陶瓷体系的半经验原则,并利用此原则首次提出了(Bio.5Nao.5)1-x(BaaSrb)xTiO3{0(K33、K0)的关系的研究,定义了一个包含有A.位和B。位离子的原子量差M、离子半径差R以及电负性差因且与自发极化相关的综合因子F(w)(F(w)=M+R+100X)。找出了F(W)与K33、K0有很好的相关性,随着尺w)的增加,岛3、%相应增大;在F(w)处于160~165之间K0增加迅速,其后增加缓慢;月M与如3近似直线关系。(2)研究表明,不需要控制气氛即可获得致密性良好的BNBST[100x.100a/100b]无铅压电陶瓷烧结体,其烧结温度在1125~1200~C之I’刮。(3)热重.差热分析表明,在BNBST无铅压电陶瓷粉体的制备过程中,生料分别经历了SrTiO3的形成、BaTiO3的形成、(Bio.5Nao....  (本文共145页) 本文目录 | 阅读全文>>

陕西师范大学
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Zr~(4+)、Al~(3+)掺杂Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3基无铅压电陶瓷的结构和电学性能研究

压电陶瓷材料在功能材料领域占有非常重要的地位。鉴于目前主要应用的PZT基含铅压电陶瓷材料存在环境污染问题,发展无铅压电陶瓷材料成为一项非常重要的课题。近年来,Nao.5Bio.5Ti03(BNT)基无铅压电陶瓷材料倍受关注。本文主要采用固相烧结法制备了BNT基陶瓷,详细研究了组分掺杂及制备工艺对微观结构、晶体结构、介电性能、压电性能及铁电性能的影响规律。(1)采用传统固相法在1170℃保温3h制备了组分为(0.92Nao.5Bio.5Ti03-0.06BaTi03-0.02Ko.5Nao.5Nb03)-xwt%Zr02(BNBKT-xZr, x=0,0.01,0.02,0.04)三元体系陶瓷,研究了Zr4+掺杂对陶瓷试样的结构和电学性能的影响规律。XRD结果表明BNBKT-xZr陶瓷均形成了纯钙钛矿结构,Zr4+进入到BNBKT晶格形成了固溶体;陶瓷试样中均存在准同型相界(MPB), x=0,0.01,0.02,0.04陶瓷试样...  (本文共53页) 本文目录 | 阅读全文>>

《人工晶体学报》2012年04期
人工晶体学报

Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3-K_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3-BaMnO_3无铅压电陶瓷的结构与电性能

1引言Na0.5Bi0.5TiO3是一种钙钛矿(ABO3)型的A位离子复合取代的铁电体,因其具有铁电性强、压电常数较大及声学性能好等优良特征,被认为是一种很有希望的无铅压电候选材料[1]。但纯的钛酸铋钠陶瓷具有很大的矫顽场强以及在铁电相区具有高电导率,导致该材料还未能实用化。为了改善Na0.5Bi0.5TiO3陶瓷的压电性能,科研人员进行了大量的研究,如引入一系列的添加剂:BaTiO3[2,3],K0.5Bi0.5TiO3[4-6],Ba(Cu1/2W1/2)O3[7],BiAlO3[8],YMnO3[9],Bi0.5Li0.5TiO3[10]等与其形成固溶体,从而使体系的性能得到明显改善。其中Na0.5Bi0.5TiO3-K0.5Bi0.5TiO3固溶体在KBT的摩尔分数为0.16~0.20时为该体系的准同型相界组成而备受关注[5],但其压电性能仍然未达到实用化的要求。在此基础上,众多学者研究了Na0.5Bi0.5TiO3基三...  (本文共6页) 阅读全文>>