B位復(fù)合離子取代鈦酸鉍鈉無鉛壓電陶瓷的研究.pdf

1、鈦酸鉍鈉((NaV2BiV2)TiO3,簡稱NBT)是一種A位復(fù)合鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鐵電體,居里溫度(Tc=320°C)高,在室溫下剩余極化(Pr=38μC/cm2)大,具有良好的壓電性,被認(rèn)為是當(dāng)前最有希望取代鉛基壓電陶瓷的無鉛壓電陶瓷候選材料之一。本論文采用兩步合成工藝,制備了復(fù)合離子B位取代NBT陶瓷的無鉛壓電陶瓷體系，研究了B位復(fù)合離子取代對(duì)NBT基陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)、壓電、介電性能、退極化溫度以及弛豫特性的影響。
　　采用兩步合成

2、工藝，研究了(ZnV3Nb2/3)4+復(fù)合離子B位取代NBT無鉛壓電陶瓷的組成、微觀結(jié)構(gòu)、壓電、介電性能、退極化溫度以及弛豫特性。結(jié)果表明,在研究的組成范圍內(nèi),樣品均為純鈣鈦礦(ABO3)型固溶體,在x=0.005-0.02組成范圍內(nèi),陶瓷存在三方、四方共存的準(zhǔn)同型相界。在準(zhǔn)同型相界范圍內(nèi),陶瓷異有最佳的壓電性能:當(dāng)x=0.02時(shí),壓電常數(shù)d33=97pC/N,kt=0.47。在x=0.005時(shí),陶瓷的退極化溫度有最大值:Td=165°

3、C。不同頻率下陶瓷材料的介電常數(shù)一溫度曲線表明,該體系材料異有明顯的弛豫型鐵電體特征,且隨著(ZnV3Nb2/3)4+復(fù)合離子取代量的增加,該體系陶瓷低溫下馳豫特征更為明顯。
　　研究了(MgV3Nb2/3)4+復(fù)合離子B位取代NBT無鉛壓電陶瓷的組成、微觀結(jié)構(gòu)、壓電、介電性能、退極化溫度以及弛豫特性。在研究的組成范圍內(nèi),樣品均為純鈣鈦礦(ABO3)型固溶體,樣品異有較高的致密度,SEM觀察表明樣品晶粒發(fā)育良好。隨著(MgV3Nb

4、2/3)4+復(fù)合離子取代量的增加,體系的壓電常數(shù)有所提高,介電常數(shù)、介電損耗和厚度機(jī)電耦合系數(shù)增大。該體系陶瓷異有高知值,低值;其比值fct/fcp較大,異有較大的各向異性,是一種適合高頻下使用的優(yōu)良的超聲換能材料。當(dāng)x=0.015時(shí),該體系陶瓷異有較佳的壓電性能:壓電常數(shù)d33=101pC/N; kt=0.48;陶瓷退極化溫度Td=110°C。陶瓷材料的介電常數(shù)一溫度曲線顯示該體系材料異有明顯的弛豫型鐵電體特征。
　　研究了(N

5、iV3Nb2/3)4+復(fù)合離子B位取代NBT無鉛壓電陶瓷的組成、微觀結(jié)構(gòu)、壓電、介電性能、退極化溫度以及弛豫特性。在研究的組成范圍內(nèi),樣品均為純鈣鈦礦(ABO3)型固溶體;適量(NiV3Nb2/3)4+復(fù)合離子的加入有利于樣品的燒結(jié)致密和晶粒的生長,有效的提高了陶瓷介電常數(shù)。NBTNN系陶瓷在x=0.03時(shí)壓電常數(shù)d33=98pC/N, x=0.02時(shí)厚度機(jī)電耦合系數(shù)kt=0.46,為所研究組成中的最大值。在x=0.03時(shí),退極化溫度T