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强磁场作用下织构无铅压电陶瓷的研究进展

黎慧 , 姚志慧 , 陈伟权

材料导报

近年来强磁场作为一种新型的陶瓷织构方法得到国内外的广泛关注.介绍了强磁场的织构工作原理,综述了应用强磁场对铋层状、钨青铜和钙钛矿结构无铅压电陶瓷进行织构的研究进展,详细讨论了强磁场下晶粒取向无铅压电陶瓷的微观结构和性能.

关键词: 强磁场 , 织构化 , 晶粒取向 , 无铅压电陶瓷

无铅压电陶瓷K_0.5Na_0.5NbO₃-BiFeO₃的烧结工艺与压电性能研究

江民红 , 陈何欣 , 刘心宇 , 杨理清 , 周昌荣

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.01178

采用传统常压固相烧结工艺制备了掺杂0.8at%BiFeO₃(BF)的K_0.5Na_0.5NbO₃(KNN) 无铅压电陶瓷,着重研究了烧结温度与保温时间对陶瓷的晶体结构、相转变、致密度与压电、介电性能的影响. 研究结果表明, 所有陶瓷样品都为单一的钙钛矿结构, 烧结温度与保温时间对陶瓷样品的室温晶体结构与相转变温度几乎没有影响, 但对陶瓷的表面形貌、密度和压电性能有较大的影响. 当保温时间为3h，在1100℃至1150℃范围内, 随烧结温度的升高，陶瓷的压电常数d33、平面机电耦合系数Kp及机械品质因数Qm均一直升高, 介电损耗tanδ则显著降低. 当烧结温度为1150℃时, 随保温时间的增加, 陶瓷的压电性能先显著提高后基本保持不变. 1150℃保温2h烧结的陶瓷获得良好的性能：密度ρ=4.50g/cm³（致密度为95.63%）, d₃₃=132pC/N, K_p=45%, Q_m=333.73, tanδ=2.39%.

关键词: 无铅压电陶瓷 , K_0.5Na_0.5NbO₃ , sintering temperature , piezoelectric properties

(1-4x)NBT-3xKBT-xBT系无铅压电陶瓷性能研究

廖润华 , 李月明 , 江向平 , 杜洁 , 李小红

稀有金属材料与工程

采用传统固相法制备了(1-4x)NBT-3xKBT-xBT(x=0.020～0.035)体系压电陶瓷.通过XRD分析,发现该体系陶瓷都能形成单一的钙钛矿型固溶体,并在0.025≤x≤0.032范围内具有三方和四方共存结构,为该体系的准同型相界.当x=0.028时,d_(33)=162 pC/N,Q_m=203.29,k_p=0.234.同时分析了该体系陶瓷材料在1, 10, 100 kHz下介电常数-温度曲线和介电损耗-温度曲线,发现该体系陶瓷样品的介电温谱都存在两个介电反常峰,且介电常数和介电损耗与频率存在很强的依赖性,表明该体系材料具有弛豫型铁电体性质.

关键词: 钙钛矿 , 准同型相界 , 驰豫铁电体 , 无铅压电陶瓷

无铅压电陶瓷K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3-BiFeO_3的烧结工艺与压电性能研究

江民红 , 陈何欣 , 刘心宇 , 杨理清 , 周昌荣

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.01178

采用传统常压固相烧结工艺制备了掺杂0.8at%BiFeO_3(BF)的K_0.5Na_0.5NbO_3(KNN) 无铅压电陶瓷,着重研究了烧结温度与保温时间对陶瓷的晶体结构、相转变、致密度与压电、介电性能的影响. 研究结果表明, 所有陶瓷样品都为单一的钙钛矿结构, 烧结温度与保温时间对陶瓷样品的室温晶体结构与相转变温度几乎没有影响, 但对陶瓷的表面形貌、密度和压电性能有较大的影响. 当保温时间为3h,在1100℃至1150℃范围内, 随烧结温度的升高,陶瓷的压电常数d_(33)、平面机电耦合系数K_p及机械品质因数Q_m均一直升高, 介电损耗tanδ则显著降低. 当烧结温度为1150℃时, 随保温时间的增加, 陶瓷的压电性能先显著提高后基本保持不变. 1150℃保温2h烧结的陶瓷获得良好的性能:密度ρ=4.50g/cm~3(致密度为95.63%), d_(33)=132pC/N, K_p=45%, Q_m=333.73, tanδ=2.39%.

关键词: 无铅压电陶瓷 , K_0.5Na_0.5NbO_3 , 烧结温度 , 压电性能

铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的现状、机遇与挑战

王轲 , 沈宗洋 , 张波萍 , 李敬锋

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2014.10002

近十年来,铌酸钾钠(KNN)基无铅压电陶瓷一直是国内外的研究热点.基于笔者的研究工作,本文从晶体结构、性能优化、制备工艺三个方面总结了KNN陶瓷的发展现状,并进而尝试分析了该体系在未来发展中面临的机遇与挑战.

关键词: 无铅压电陶瓷 , 铌酸钾钠 , 钙钛矿 , 铁电体

通过微观形貌对Ba(Ti,Sn)O3压电陶瓷的结构及压电性能分析

刘洁晶

影像科学与光化学 doi:10.7517/j.issn.1674-0475.2017.02.174

本文采用传统固相合成法制备了(Ba1-x Cax)(Ti0.98 Sn0.02)O3(BCTS,x=0.00、0.01、0.02、0.03)无铅压电陶瓷,研究了不同烧结温度下Ba(Ti,Sn) O3压电陶瓷材料的微观形貌对相结构及压电性能的影响.X-射线衍射(XRD)分析表明,所有陶瓷样品均为单一、纯钙钛矿结构,无第二相生成.通过扫描电子显微镜(SEM)图片可知,陶瓷样品在烧结温度为1450℃时,晶粒更加均匀、陶瓷结构更加致密,气孔较少并且晶粒成螺旋状结构生长.当陶瓷烧结温度为1450℃,并且x=0.01时,陶瓷的综合性能达到最佳,其压电常数(d33)达到346 pC/N.

关键词: 扫描电子显微镜 , 无铅压电陶瓷 , 相结构 , 微观结构 , 压电性能

水热合成无铅压电陶瓷粉体

郭华 , 朱孔军 , 王秀峰 , 裘进浩 , 季宏丽

材料导报

简述了水热法在国内外的发展现状,重点介绍了目前水热法制备BaTiO_3、(K_(1-x)Na_x)NbO_3、Na_(0.5)Bi_(0.5)-TiO_3以及Bi_4Ti_3O_(12)等4种无铅压电陶瓷粉体的工艺过程,及其在制备4种粉体过程中对粉体尺寸、形貌的控制和独特的优势,同时简要评述了近年来微波水热法制备无铅压电陶瓷粉体的新工艺进展,指出水热法在制备无铅压电陶瓷方面具有一定的优势,可以制备出纯度和结晶性高、颗粒分布均匀、尺寸和形貌可控的高性能简单化合物无铅压电陶瓷粉体.下一步研究的重点和难点为合成组分可控的复杂化合物,为真正实现压电陶瓷和器件的无铅化革命作贡献.

关键词: 水热合成 , 无铅压电陶瓷 , 微波水热合成

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