鈦酸鉍鈉基無鉛壓電陶瓷的制備與摻雜改性研究.pdf

1、鈦酸鉍鈉((Na1/2Bi1/2) 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℃)高,在室溫下剩余極化(Pr=38μC/cm2)大,被認為是當前無鉛壓電陶瓷的候選材料之一。本論文采用傳統(tǒng)電子陶瓷制備方法,制備了NBT基無鉛壓電陶瓷,研究了(Na1/2Bi1/2)0.94Ba0.06TiO3的制備工藝和NBT基陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)、壓電、介電性能以及弛豫特性。
　　研究了制備工藝對(Na1/2Bi1/2

2、)0.94Ba0.06TiO3(簡寫為 BNBT6)結(jié)構(gòu)、壓電與介電性能的影響,確定出較佳的工藝參數(shù)。結(jié)果表明適宜的預(yù)燒溫度為850~950℃;燒結(jié)溫度為1170~1190℃。研究了極化工藝對BNBT6陶瓷壓電性能的影響,發(fā)現(xiàn)極化電場強度和極化溫度對陶瓷的壓電性能影響較大,而極化時間的影響相對較小。合適的極化工藝為:電場E=4kV/mm,溫度T=80℃,時間t=15min。
　　系統(tǒng)研究了(1-x)(Na1/2Bi1/2) TiO

3、3-xBaTiO3(簡寫為 BNBT,x=0.02、0.04、0.06、0.08、0.1、0.14)的組成、微觀結(jié)構(gòu)、壓電、介電性能和弛豫特性。結(jié)果表明,樣品均具有純鈣鈦礦結(jié)構(gòu),其準同型相界在x=0.06附近,在該點體系具有較好的綜合性能:陶瓷的壓電常數(shù)d33=136 pC/N,平面機電耦合系數(shù)kp=0.325;介電溫譜曲線表明隨x的增加,陶瓷有從弛豫鐵電體轉(zhuǎn)化為正常鐵電體的趨勢。
　　研究了一種新型無鉛壓電陶瓷(1-x)(Na1

4、/2Bi1/2)TiO3-xBa(NbO3)2的組成、微觀結(jié)構(gòu)、壓電、介電性能以及弛豫特性。結(jié)果表明,摻入Ba(NbO3)2促進了長條狀晶粒的析出。當x=0.6％時陶瓷具有最佳的綜合性能:d33=94 pC/N,kp=0.171。不同頻率下陶瓷材料的介電常數(shù)-溫度曲線表明,該體系材料具有明顯的弛豫鐵電體特征,且隨著Ba(NbO3)2含量的增加,其弛豫特性越明顯。
　　研究了La2O3、CeO2摻雜BNBT6陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)、壓電、介