高溫鉍層鈦酸鉍鈉壓電陶瓷的復(fù)合改性研究.pdf

1、Aurivillus首先發(fā)現(xiàn)了含鉍層狀結(jié)構(gòu)化合物，鉍層狀結(jié)構(gòu)鐵電材料作為具有潛在應(yīng)用價(jià)值的無(wú)鉛壓電材料，特別是在高溫壓電領(lǐng)域的應(yīng)用，使其得到了較為廣泛地研究。由于其相對(duì)較低的介電常數(shù)，低介電損耗，高介電擊穿強(qiáng)度，強(qiáng)各向異性機(jī)電耦合系數(shù)和低的諧振頻率溫度系數(shù)，這些特征連同它們的高居里溫度（Tc），使鉍層狀結(jié)構(gòu)壓電陶瓷在高溫高頻領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　1.制備了一系列Bi含量改變的Na0.5Bi4.5Ti4O15(NBT)陶瓷，

2、其分子式為:Na0.5Bi4.5(1+x)Ti4O15(x=-0.04，0.00，0.04，0.06)。改變Bi含量的Na0.5Bi4.5Ti4O15系列陶瓷使用傳統(tǒng)固體反應(yīng)方法合成，改變Bi含量有效提高了該系列陶瓷的壓電性能和介電性能。當(dāng)x=0.04時(shí)，陶瓷壓電常數(shù)為16pC/N，介電損耗僅為0.30％。室溫下平面機(jī)電耦合系數(shù)kp的數(shù)值為(～6％)，厚度機(jī)電耦合系數(shù)kt數(shù)值為(～26％)，展現(xiàn)出很強(qiáng)的各向異性行為。隨著B(niǎo)i含量的增加，

3、樣品居里溫度逐漸升高。當(dāng)溫度為500℃時(shí)，電阻率仍然高于104Ω·m。改變Bi含量的Na0.5Bi4.5Ti4O15系列陶瓷的性能獲得了較大地提高，Bi含量的高低對(duì)鉍層陶瓷的結(jié)構(gòu)和性能具有很重要的影響。
　　2.研究了B位(W/Nb)復(fù)合取代改性對(duì)Na0.5Bi4.5Ti4O15陶瓷的性能的影響。該系列陶瓷使用傳統(tǒng)固體反應(yīng)方法合成，其分子式為:Na0.5Bi4.5Ti4-x(W/Nb)x/2O15(x=0.000，0.015，0.

4、020，0.025，0.040)。(W/Nb)復(fù)合取代改性有效地提高了該系列陶瓷的壓電活性和介電性能。改性的Na0.5Bi4.5Ti4O15陶瓷的介電和壓電性能表現(xiàn)出很好的溫度穩(wěn)定性，加上其高居里溫度Tc～645℃，優(yōu)良的壓電系數(shù)～28pC/N，使該系列陶瓷在高溫應(yīng)用領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價(jià)值。
　　3.研究了A位Ce取代改性對(duì)已經(jīng)B位W/Nb取代的(NaBi)0.5Bi4Ti3.98(WNb)0.01O15壓電陶瓷結(jié)構(gòu)以及壓電、介電性

5、能的影響。其分子式為:(NaBi)0.5Bi4-xCexTi3.98(WNb)0.01O15(x=0.00，0.02，0.04，0.06)。Ce取代改性提高了該系列陶瓷的高溫電阻率約一個(gè)數(shù)量級(jí)，其壓電性能和介電性能也獲得了很大的提高。當(dāng)x=0.04時(shí)，壓電常數(shù)d33和居里溫度數(shù)值分別為31pC/N，660℃室溫下厚度振動(dòng)機(jī)電耦合系數(shù)kt的數(shù)值為(～36％)，平面振動(dòng)機(jī)電耦合系數(shù)kp數(shù)值為(～8％)，在室溫下介電損耗僅為0.20％。在35