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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>>

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>>

山东大学
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碱金属铌酸盐无铅压电陶瓷的物性研究

压电材料是实现机械能与电能相互转换的一类重要功能材料,在传感器、驱动器、超声换能器、谐振器、滤波器、蜂鸣器、电子点火器等各种电子元件和器件方面有着广泛的应用。压电材料包括压电单晶、压电陶瓷、压电高分子材料以及复合材料等。其中,压电陶瓷材料由于具有制备工艺简单、造价成本低的特点,尤其锆钛酸铅基陶瓷材料(简称PZT)因其优异的压电性能以及组分可调节性的优点,数十年来一直占据着压电材料的主要市场。但是,PZT的制备需要使用大量的含铅氧化物作为原料,在生产、使用及废弃后处理过程中都会给人类及生态环境带来严重影响。另一方面,近年世界各国认识到了有毒物质的危害,相继出台了各种法规法令,旨在禁止有毒物质的使用,其中铅被列为限制使用的有害物质之一。因此,发展无铅环境协调性压电陶瓷是一项紧迫且具有重大现实意义的课题。在取代PZT方面,近十几年来研究者做了大量的研究努力,主要研究内容大体上可分为两大类。一类是对钛酸铋钠(Na_(1/2)Bi_(1/...  (本文共107页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东大学
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钛酸铋钠无铅压电陶瓷与高温铋层无铅压电陶瓷探索

压电材料是能在外加机械力的作用下产生极化并形成表面电荷,或在外加电场作用下产生形变的功能材料。通过外力产生电荷的现象,称为正压电效应,是由居里兄弟于1880年发现的。压电效应是一种机电耦合效应,将机械能转换为电能,称为正压电效应。反之,压电晶体置于外电场中,由于外电场的作用引起晶体内部正负电荷中心的位移-极化位移而导致晶体发生形变,称为逆压电效应。这两种效应统称为压电效应。铋层状结构化合物由于其独特的结构特性和高居里温度引起了人们的重视。铋层状结构压电材料在滤波器、能量转换、高温高频领域具有广泛的应用前景。铋层状结构化合物是由二维的钙钛矿层和含铋的(Bi_2O_2)~(2+)层沿c轴有规则的相瓦交替排列而成。本文研究了(1-y)[(Na_(0.96-x)K_xLi_(0.04))_(0.5)Bi_(0.5)]TiO_3-yBa(Zr_(0.055)Ti_(0.945))O_3无铅压电陶瓷的压电介电特性,得到了压电系数d_(33)...  (本文共125页) 本文目录 | 阅读全文>>

《新型建筑材料》2016年10期
新型建筑材料

合肥工业大学新型无铅压电陶瓷材料取得新进展

日前,合肥工业大学材料科学与工程学院左如忠教授课题组成功制备了具有钙钛矿结构的新型Na Nb O3基三元系无铅陶瓷材料,该材料体系不仅具有环境友好特征,还具有优异的电致应变特性和温度不敏感的压电和机电性能,有望在高性能陶瓷驱动器、传感器和换能器等领域获得应用。这一研究成果先后在2016年应用物理快报(Applied Physics Letter,APL)的第108期和第109期连载。左如忠教授课题组在新型无铅压电陶瓷材料的设计、制备及其工艺-结构-性能相互关系等一系列基础问题的研究方面完成了大量开创性工作,特别是在借助高分辨透射电子显微镜、高能同步辐射光源等先进技术手段探索无铅压电材料体系在宏观电学性能和微观、...  (本文共1页) 阅读全文>>

《科技经济导刊》2017年18期
科技经济导刊

无铅压电陶瓷及其应用研究

随着现代社会经济及科学技术不断发展,越来越多的新材料也开始出现,并且得到越来越广泛的应用,压电陶瓷材料就是比较重要的一种。就当前压电陶瓷材料的实际应用情况而言,其主要包括两种类型,即有铅压电陶瓷材料与无铅压电陶瓷材料,其中无铅压电陶瓷材料的安全性相对而言更高,因而在实际应用中也更加受欢迎,因而应当对无铅压电陶瓷材料进一步进行研发及应用,从而使其性能更加优越,在实际应用中发挥更好作用。1无铅压电陶瓷材料类型1.1 BT基无铅压电陶瓷材料BT基压电陶瓷属于实用化最早的一种压电陶瓷,其特点就是介电常数比较大,机电耦合系数较大,并且压电常数也比较大,其机械品质因数中等,同时损耗相对而言比较小。在出现钛酸铅系压电陶瓷之前,由于BT基压电陶瓷具有较强压电性,并且容易制造,因而在在压电陶瓷中占据十分重要的地位。对于BT基压电陶瓷而言,目前对于其相关研究虽然已经比较成熟,然而仍有不足之处存在,具体而言表现在以下几个方面:其一,BT基陶瓷压电铁电...  (本文共2页) 阅读全文>>