B位復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位復合鈣鈦礦結構的鐵電體,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,被認為是當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位復合離子取代對NBT基陶瓷的微觀結構、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+復合離子B位取代NBT無鉛壓電陶瓷的組成、微觀結構、壓電、介電性能、退極化溫度以及弛豫特性。結果表明,在研究的組成范圍內,樣品均為純鈣鈦礦(ABO3)型固溶體,在x=0.005-0.02組成范圍內,陶瓷存在三方、四方共存的準同型相界。在準同型相界范圍內,陶瓷異有最佳的壓電性能:當x=0.02時,壓電常數(shù)d33=97pC/N,kt=0.47。在x=0.005時,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+復合離子B位取代NBT無鉛壓電陶瓷的組成、微觀結構、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,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x=0.015時,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+復合離子B位取代NBT無鉛壓電陶瓷的組成、微觀結構、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,樣品均為純鈣鈦礦(ABO3)型固溶體;適量(NiV3Nb2/3)4+復合離子的加入有利于樣品的燒結致密和晶粒的生長,有效的提高了陶瓷介電常數(shù)。NBTNN系陶瓷在x=0.03時壓電常數(shù)d33=98pC/N, x=0.02時厚度機電耦合系數(shù)kt=0.46,為所研究組成中的最大值。在x=0.03時,退極化溫度T