Bi0.5Na0.5TiO3无铅压电材料的合成及性能研究

被引量 : 0次 | 上传用户:zengdf
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
Bi0.5Na0.5TiO3(BNT)具有铁电性强、压电性佳、介电常数小及声学性能好等优点,是一种新型的无铅压电材料,一直受到国内外研究者的广泛关注。但是,由于矫顽场较大(Ec=73KV/cm)以及电导率较高,BNT陶瓷难以被极化,从而限制了其压电性能的发挥。为改善BNT陶瓷的性能,本文分别对BNT陶瓷粉末的制备技术、固溶改性、掺杂改性和组织织构化等方面进行了研究。系统研究了溶液燃烧合成工艺参数对合成产物的物相结构和显微形貌的影响及作用机制,烧结温度和时间对陶瓷显微组织结构的影响,烧结过程中BNT晶粒长大行为,BaTi03和Eu含量对陶瓷组织结构与电性能的影响规律,揭示了BNT材料制备技术与组织结构和性能之间的关系。同时,研究了水热合成工艺参数对合成产物物相结构及显微形貌的影响,阐明了BNT模板晶粒和高取向BNT薄膜的形成过程和反应机理。通过上述研究,本文得到如下主要结论:(1)以尿素为燃料,采用溶液燃烧合成技术一步合成了钙钛矿结构的BNT及BNT基陶瓷粉体,探明了溶液燃烧合成工艺参数对合成产物结构和性能的影响及其作用机制。(2)溶液燃烧合成的BNT粉体具有较高的烧结活性,在1140℃下烧结2h可获得高致密度的BNT陶瓷,其性能分别为:Rd=95.7%、d33=65pC/N、kp=0.20。通过晶粒生长动力学唯象理论分析可知,BNT晶粒生长是由体积扩散或者二次界面控制,生长活化能Q≡(75±4)kJ/mol。(3)BNT与BT形成了钙钛矿结构稳定的固溶体(1-x)BNT-xBT,在x=0.06~0.08之间存在三方-四方准同型相界,处于该相界的陶瓷表现出了优异的电性能,当x=0.06时,陶瓷剩余极化强度Pr达到最大,Pr35.96pC/N,矫顽场Ec=3.22KV/mm。(4)采用Eu3+对BNBT6进行掺杂改性,有效降低了BNBT6陶瓷的矫顽场,提高了其剩余极化强度和压电常数,当y=0.25时,性能最佳:d33=149pC/N,Ec=2.95KV/mm,Pr=40.27μC/cm2;阐明了Eu+对BNBT结构与性能的影响机制。(5)以高取向层状钛酸为前躯体,采用水热法合成了不同形貌的BNT基陶瓷粉体。揭示了NaOH浓度对合成产物的物相和形貌的影响和作用机制。当NaOH浓度较低(8mol/L)时,Bi3+、Na+通过离子交换进入钛酸层间,原位反应生成了层板状BNT粉体;NaOH浓度提高到10mol/L,反应初期通过原位反应生成了层板状BNT粉体,随着反应的进行,层板状BNT颗粒逐渐裂解而形成纳米纤维,其直径为30~150nm,长度为几个微米到十几个微米;当NaOH浓度继续提高至14mol/L时,板状钛酸的溶解度增大,通过溶解-结晶的方式形成表面光滑,形状规则的BNT立方颗粒,尺寸约为3~5μm。(6)以钛酸二维纳米片为钛源,首次采用水热法在多晶Pt衬底上合成了高取向BNT薄膜。所制得BNT薄膜连续、致密,由尺寸约150nm左右的表面光滑的立方晶粒整齐排列而成,(110)晶面取向度高达99%,最大有效压电系数d33≈50pm/V。揭示了取向BNT原位生长机理。
其他文献
目的:了解糖尿病合并周围神经病变患者动态足底压力的分布特点。方法:使用比利时RS-SCAN2米压力平板,检测63例正常人(NC组)、61例无明显周围神经病变的糖尿病患者(DM组)及62例糖尿病
目的探讨经皮跟腱延长术联合甲钴胺治疗糖尿病引起的神经源性足底溃疡的可行性和疗效分析。方法选择我院糖尿病引起的神经源性足底溃疡患者102例,所有病例随机分为2组,治疗组
嘉祥武氏祠以图像叙事为主体的历史故事类画像中,图像选取“最富于孕育性”的时刻进行描绘,或者使用“综合性”叙事,力求叙事效果的最大化,题记退居幕后,负责唤醒观者曾经构
浸液光刻投影物镜的数值孔径目前已经达到1.35,这对与之匹配的照明系统光瞳测量提出了十分苛刻的需求,为此设计了一种用于照明光瞳测量的傅里叶变换物镜。分析了傅里叶变换物
德国古典哲学关于“自我”的思辨哲学的建构,经历了康德的“先验自我”、费希特的“行动自我”、谢林的“绝对同一”的“自我”的逻辑发展过程,并在黑格尔哲学中达到最高、最
我国地热资源储量丰富、分布广泛,而地热资源具有经济价值高、开发潜能广等特征。合理利用地热资源是缓解资源约束、优化能源结构的重要途径。将地热资源纳入资源税征收管理、
目的分析长沙县城镇及农村自来水厂枯、丰水期水源水和出厂水水质检测情况,为持续改善区域内居民集中式供水状况提供数据支持。方法分别参照《地表水环境质量标准》(GB3838-2
委婉语作为一种普遍的语言现象,在人际交往中发挥着重要作用。能否正确使用委婉语是衡量第二语言学习者交际能力的一个重要标准,可见,委婉语在对外汉语教学中占据重要地位。
<正> 腰椎间盘突出是壮年劳动者的一种常见疾病。患者常感腰及坐骨神经痛,致使步行和负重困难,严重时生活不能自理。治疗方法一般为腰椎牵引、推拿按摩、理疗手术。传统的骨
为了比较试验动物设施内7种常用化学消毒剂的消毒效果及稳定性,试验以大肠杆菌CICC 10389和金黄色葡萄球菌ATCC 6538为指示菌,采用悬液定量杀菌试验对7种消毒剂的杀菌效果和