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Na_1/2Bi_1/2TiO₃-BaTiO₃系陶瓷压电性及弛豫相变研究

初宝进 , 李国荣 , 江向平 , 陈大任

无机材料学报

系统研究了（１－ｘ）Ｎａ_１／２Ｂｉ_１／２ＴｉＯ_３－ｘＢａＴｉＯ_３（ｘ＝０．０２、０．０４、０．０６、０．０８、０．１０）无铅压电陶瓷系统的相界、材料压电性能，弛豫特性及相变．这个系统的陶瓷材料具有Ｋ_ｔ／Ｋ_ｐ较大，频率常数比较高等特点．Ｘ－ｒａｙ衍射结构分析发现此系统的相界在０．０４＜ｘ＜０．０６之间；材料的一些主要性能在相界附近达到极值．利用介电系数－温度曲线，并结合热激电流曲线对此系统的弛豫性进行研究和分析；初步研究了各配方组成的铁电－顺电的相变过程，发现在一定的组成范围内，材料在由铁电相向顺电相的转变过程中经历了一个过渡相区．

关键词: （1-x）Na_1/2Bi_1/2TiO_3-xBaTiO₃ , lead-free piezoelectric ceramics , morphotropic boundary , relaxation phase transition , transitional phase region

掺La³⁺对0.94(Na_1/2Bi_1/2)TiO₃-0.06BaTiO₃陶瓷介电行为和压电性能的影响

黎辉东 , 冯楚德 , 向平华

无机材料学报

对(Bi_1/2Na_1/2)TiO₃-BaTIO₃压电陶瓷在准同型相界处的组成掺入不同量的La³⁺,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.

关键词: 钛酸铋钠 , lead-free piezoelectric ceramics , relaxor , diffuse phase transition

锰掺杂Sr_2-xCa_xNaNb₅O₁₅ (x=0.05~0.35)无铅压电陶瓷微观结构与电学性能的研究

范修军 , 王越

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00933

采用传统陶瓷制备工艺制备了Mn掺杂的钨青铜结构无铅压电陶瓷Sr_2-xCa_xNaNb₅O₁₅+ywt%MnO₂ (x=0.05~0.35, y=0, 0.3, 0.5) (SCNN-M), 并对SCNN-M陶瓷相组成、微观结构及介电、压电、铁电性能进行了研究. 分析表明: Ca²⁺已进入Sr₂NaNb₅O₁₅ 晶格之中形成固溶体; 掺杂适量的锰, 能够得到致密、单一的钨青铜结构陶瓷, 有效降低烧结温度, 促进晶粒长大, 显著提高陶瓷的介电、压电、铁电性能. 当x=0.05, 添加0.5wt%的MnO₂时, 陶瓷具有较好的介电、压电和铁电性能: 介电常数E_r=2123, 介电损耗tand=0.038, 压电系数d₃₃=190pC/N, 机械品质因数Q_m=1455, 平面伸缩振动机电耦合系数K_p=13.4%, 厚度伸缩振动机电耦合系数K_t=36.5%, 剩余极化强度P_r=4.76uC/cm², 自发极化强度Ps=9.36uC/cm², 矫顽场E_c=12.68kV/cm, 居里温度T_c=260℃.

关键词: 锰掺杂 , tungsten-bronze structure , SCNN-M , piezoelectric ceramics

不同烧结工艺对K_0.5Na_0.5NbO₃陶瓷微结构的影响

郭福强 , 张保花 , 王伟 , 陈惠敏

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00277

采用普通烧结方法和热压烧结方法制备了K_0.5Na_0.5NbO₃ (KNN)无铅压电陶瓷. 着重研究了两种烧结工艺对陶瓷的微观结构、晶粒形貌及致密度的影响. 研究结果表明, 两种烧结方法制备的陶瓷样品都具有单一的正交钙钛矿结构, 与普通烧结工艺相比, 利用热压烧结工艺制备的样品呈现较高的相对密度(大于98%)、较小的晶粒尺寸 (0.6 μm左右)及较低的介电损耗(1 kHz, tanδ≤2.8%). 实验中发现对于热压烧结的样品, 通过改变后期退火温度, 样品的晶粒尺寸, 致密度可以有规律地变化.

关键词: 热压烧结 , microstructure , crystal morphology , lead-free

Li改性铌钽酸钾钠无铅压电陶瓷的研究

江向平 , 胡晓萍 , 江福兰 , 刘晓冬 , 殷庆瑞

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00465

利用固相反应法制备了(Na _0.52 K _0.48-x Li _x)(Nb _0.86 Ta _0.10 Sb _0.04)O ₃系无铅压电陶瓷, 研究了不同Li含量(x分别为0、0.02、0.04、0.06、0.08)样品的显微结构、物相组成及电性能. 结果表明, Li含量的改变对其物相组成、压电性能、铁电性能、介电性能都有显著影响. 当Li含量x从0增大到0.04时, 其压电性能相应提高, 当Li含量x超过0.04时, 压电性能明显下降; 在x=0.04时综合性能最好, 其压电常数d₃₃高达260pC/N, 介电损耗tanδ为0.027, 平面机电耦合系数k_p值达到50%, 剩余极化强度P_r为22μC·cm^-2, 矫顽电场E_c为0.95kV·mm^-1, 居里温度为316℃. 另外, 随着Li含量增加, 该系统的矫顽电场明显增强, 居里温度有所提高.

关键词: 铌钽酸钾钠 , lead-free piezoelectric ceramics , piezoelectric properties , ferroelectric properties , dielectric properties

织构化工艺在无铅压电陶瓷中的应用

伍萌佳 , 杨群保 , 李永祥

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2007.01025

近年来, 织构化工艺作为一种提高无铅陶瓷压电性能的有效方法, 在国内外得到了广泛地研究和关注. 本文综述了几种常用的织构化工艺, 包括热处理技术、非等轴粒子取向固化技术、模板晶粒生长技术、反应模板晶粒生长技术和多层晶粒生长法的发展与应用, 并详细讨论了每一种工艺对陶瓷微结构和织构化生长机制的影响.

关键词: 织构化工艺 , preferential orientation , Lead-free piezoceramics

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