NBT基无铅压电陶瓷的制备与电性能研究

来源 :西安科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:iceagebirdxq
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
压电陶瓷是一种可实现机械能与电能相互转换的功能材料。传统的压电陶瓷在制备过程中存在着铅的挥发,不仅使陶瓷的化学计量比偏高,还会对环境造成污染。Na<,1/2>Ba<,1/2>TiO<,3>(简称NBT)具有很强的铁电性,是一种很有希望的无铅压电材料。但纯NBT 具有较高的矫顽场和电导率,极化十分困难,压电性能难于充分表现出来,通过掺杂取代可降低其矫顽场。本论文以K<+>、Ba<2+>、Li<+>离子对 NBT 基陶瓷进行A位取代,采用固相合成法,制备出NBT基陶瓷样品,系统研究了材料的制备工艺、结构、介电性能和压电性能,分析了NBT基陶瓷的压电性能与组成、结构之间的相关性,并结合实验结果探讨了NBT基陶瓷的铁电本质及其对材料压电性能的影响。 XRD分析表明,随着K<+>、Ba<2+>、Li<+>离子取代量的增加,样品的晶体结构逐渐由三方相向四方相转变,在x=0.03时,材料体系存在三方、四方相共存的准同型相界。SEM分析表明,K<+>、Ba<2+>、Li<+>离子的掺入抑制了晶粒的长大,使晶粒的尺寸变小。 测试了各组成点样品的压电性能,结果表明,与PZT基含铅压电陶瓷相似,材料在准同型相界组成范围内压电性能最佳d<,33>=150pC/N。测试了样品的电滞回线,发现K<+>、Ba<2+>、Li<+>离子的掺入有效降低了NBT基陶瓷的剩余极化强度和矫顽场,样品的矫顽场降至Ec=2.4k V/mm. 研究了样品在不同频率下(0.1,1,10,100kHz,1MHz),从室温到500℃的介电性能与温度的变化关系。系列样品的介电温谱显示在所测温度范围内存在两个介电反常峰,分别对应于陶瓷材料的铁电-反铁电-顺电相变,同时发现该系列样品显示出弛豫铁电体特性,并用成分起伏理论解释了这种弛豫弥散相变。 研究了NBT基陶瓷的铁电性。研究结果表明,NBT 基陶瓷铁电性能与压电性能的变化规律存在明显的对应关系。剩余极化强度Pr和矫顽场Ec都是影响材料压电性能的重要因素。一方面,高的矫顽场Ec使材料在极化过程中铁电畴无法充分转向,不利于提高压电性能;另一方面,高的剩余极化强度Pr使材料铁电性的增强,有利于提高压电性能。NBT 基陶瓷的压电性能依赖于剩余极化强度Pr和矫顽场Ec的共同作用。 以NBT-KBT-BT 为基础掺杂一定量的CeO<,2>和MnO<,2>均不会改变材料的三方、四方共存结构,但掺杂后晶胞体积有不同程度的增加,掺杂后的陶瓷在一定掺杂量范围内能提高陶瓷的压电常数和介电损耗,降低了平面机电耦合系数,均具有“软硬双性”添加物的作用。
其他文献
电致发光材料是一种在电场激发作用下产生发光现象的物质。从上个世纪后期开始,有机电致发光材料尤其是聚合物电致发光材料因其具有较高的荧光量子效率和良好的加工性以及热稳
三寰集团始建于1948年.1992年,大连市政府将大连华侨果树农场、大连岭前农场、大连奶牛场和大连农工商联合总公司合并组建三寰集团有限公司,是大连市政府出资组建的唯一国有
期刊
中拍协副秘书长在中国拍卖行业2014年宣传工作会议上针对“文物艺术品拍卖宣传中需要重点关注的问题”做了专题讲座。他指出,文物艺术品宣传工作要注意拍品的特殊性、要满足
本论文通过对烟台四十里湾附近海域柱状沉积物氮形态、磷形态、11种金属元素总量及赋存形态的分析研究了氮、磷和金属元素在四十里湾沉积物中的含量、垂向分布、赋存形态特征
有机物对土壤和地下水的污染日益严重,已经超过了重金属和放射性污染物而跃居首位,成为目前土壤和地下水污染最主要的来源.因为土壤蒸汽抽提技术(soil vapor extraction,SVE)因
利用市场倒逼机制,深化资源性产品价格改革,构建物价调控监管长效机制,确保物价总水平基本稳定。2013年是全面贯彻党的十八大精神的开局之年,也是为全面建成小康社会奠定坚实
当今社会,能源危机日益严重,雾霾的大面积出现也使得传统能源的使用受到越来越多的质疑,为了应对能源危机和传统石化能源引起的环境污染问题,清洁、可再生的新能源技术的研究与开发迫在眉睫。在这一背景下,太阳能和氢能作为绿色无污染的新能源受到了广泛关注。而光电化学分解水制氢技术将太阳能的利用与氢的制取结合在一起,相比于传统的电分解水制氢具有更加廉价、更加节省成本的优势。氧化亚铜(Cu2O)是一种p型直接带隙
为确定温度、浓度、空速对表观活化能的影响,该研究以苯系物在G-20(铂钒)催化剂上深度催化氧化为例,考察不同实验条件下活化能的数值变化情况.经数据分析后,得出以下结论:1、
湖泊富营养化是世界性的水环境问题之一,其基本过程是植物营养元素的激增,导致藻类的过量增长(水华),同时引起有机质的富集,由此产生一系列严重的不利环境效应。浮游细菌在水生态系
镁基金属氢化物凭借其可观的能量密度以及相对低廉的成本而被认为是能够实现应用的储氢材料中的有力候选者。Mg2FeH6三元氢化物,是目前为止具有最高体积储氢密度(150 kg H2/m3)的镁基储氢材料,但由于高纯度Mg2FeH6制备困难而制约其进一步研究。本文以Mg2FeH6为研究对象,在综合国内外研究进展的基础上,通过对合成参数的调整,可控制备出高纯度的Mg2FeH6样品。利用纳米改性和催化改性两