Liu Xin-yu

LiSbO 3 含量对BiMnO 3 掺杂K 0.5 Na 0.5 NbO 3 陶瓷的结构与压电性能的影响研究

采用传统陶瓷常压烧结工艺制备(0.996– x )KNN-0.004BM- x LS( x =0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06)无铅压电陶瓷, 着重研究了LS的含量对(0.996– x )KNN-0.004BM- x LS陶瓷相结构和压电性能的影响。结果表明, 当 x ≤0.02时, 陶瓷具有单一的正交相结构; 当0.03≤ x ≤0.05时, 陶瓷具有正交相与四方相共存的过渡结构; 当 x =0.06时, 陶瓷具有单一的四方相结构。陶瓷的MPB成分范围在0.03≤ x ≤0.05。随着LS含量的增加, 陶瓷材料的 d 33 和kp均先增加后减小, 当 x =0.05时, 均达到最大值, 分别为230 pC/N和0.42; 陶瓷的 T o-t 和 T c 均向低温方向移动; 当 x =0时, 陶瓷的 T o-t 和 T c 分别为455和215℃; 当 x =0.02时, 陶瓷的 T o-t 和 T c 分别为385和150℃; 当 x =0.06时, T o-t 和 T c 分别降至370℃和75℃。采用传统陶瓷常压烧结工艺制备(0.996– x )KNN-0.004BM- x LS( x =0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06)无铅压电陶瓷, 着重研究了LS的含量对(0.996– x )KNN-0.004BM- x LS陶瓷相结构和压电性能的影响。结果表明, 当 x ≤0.02时, 陶瓷具有单一的正交相结构; 当0.03≤ x ≤0.05时, 陶瓷具有正交相与四方相共存的过渡结构; 当 x =0.06时, 陶瓷具有单一的四方相结构。陶瓷的MPB成分范围在0.03≤ x ≤0.05。随着LS含量的增加, 陶瓷材料的 d 33 和kp均先增加后减小, 当 x =0.05时, 均达到最大值, 分别为230 pC/N和0.42; 陶瓷的 T o-t 和 T c 均向低温方向移动; 当 x =0时, 陶瓷的 T o-t 和 T c 分别为455和215℃; 当 x =0.02时, 陶瓷的 T o-t 和 T c 分别为385和150℃; 当 x =0.06时, T o-t 和 T c 分别降至370℃和75℃。

Y替代对Y n (Ba 0.8 Bi 0.2 ) 1– n Fe 0.9 Sn 0.1 O 3 负温度系数热敏陶瓷电学性能的影响

采用传统的固相烧结法制备了Y n (Ba 0.8 Bi 0.2 ) 1– n Fe 0.9 Sn 0.1 O 3 负温度系数热敏陶瓷。借助X射线衍射分析仪、扫描电镜、阻温测试仪和交流阻抗分析仪对这类热敏陶瓷的物相、显微结构、阻温特性和阻抗特征进行了表征分析。所得Y n (Ba 0.8 Bi 0.2 ) 1– n Fe 0.9 Sn 0.1 O 3 热敏陶瓷为伪立方钙钛矿结构, 粒度约1.0 μm, 随Y含量增加晶格常数a变小; 其室温电阻率、热敏常数和活化能分别介于2.17~9.17 MΩ·cm、6757~7171 K和0.583~0.618 eV范围内, 且均随Y含量增加趋于增大。阻抗分析表明, 在 n =0.02、0.04时, 陶瓷体电阻由晶界、晶壳和晶粒电阻构成, 其中晶粒电阻贡献最大; 而在 n =0.06、0.08时, 陶瓷体电阻由晶界、畴壁和电畴三个部分构成, 其中电畴区域电阻贡献最大; 在限定的测量温度范围内, 晶界、晶壳、晶粒、畴壁和畴电阻均表现出负温度系数热敏行为。采用传统的固相烧结法制备了Y n (Ba 0.8 Bi 0.2 ) 1– n Fe 0.9 Sn 0.1 O 3 负温度系数热敏陶瓷。借助X射线衍射分析仪、扫描电镜、阻温测试仪和交流阻抗分析仪对这类热敏陶瓷的物相、显微结构、阻温特性和阻抗特征进行了表征分析。所得Y n (Ba 0.8 Bi 0.2 ) 1– n Fe 0.9 Sn 0.1 O 3 热敏陶瓷为伪立方钙钛矿结构, 粒度约1.0 μm, 随Y含量增加晶格常数a变小; 其室温电阻率、热敏常数和活化能分别介于2.17~9.17 MΩ·cm、6757~7171 K和0.583~0.618 eV范围内, 且均随Y含量增加趋于增大。阻抗分析表明, 在 n =0.02、0.04时, 陶瓷体电阻由晶界、晶壳和晶粒电阻构成, 其中晶粒电阻贡献最大; 而在 n =0.06、0.08时, 陶瓷体电阻由晶界、畴壁和电畴三个部分构成, 其中电畴区域电阻贡献最大; 在限定的测量温度范围内, 晶界、晶壳、晶粒、畴壁和畴电阻均表现出负温度系数热敏行为。

Ba 0.85 Ca 0.15 Zr 0.1 Ti 0.9 O 3 /CoFe 2 O 4 叠层复合陶瓷的制备与磁电耦合效应研究

以CoFe 2 O 4 压磁体、掺CuO和CeO 2 助烧剂的压电体Ba 0.85 Ca 0.15 Zr 0.1 Ti 0.9 O 3 为基本叠层材料, 采用界面固相熔融渗透法制备了掺助烧剂Ba 0.85 Ca 0.15 Zr 0.1 Ti 0.9 O 3 -CoFe 2 O 4 叠层复合陶瓷。叠层复合陶瓷的压电压磁相叠层界面结合良好。随着压磁相与压电相厚度比比率的增加, 叠层复合陶瓷的饱和磁致伸缩系数–λ从67×10 -6 增加到134×10 -6 、压电系数 d 33 从340 pC/N逐渐减小到205 pC/N; 磁电耦合系数先增大后减小, 在厚度比为2、外磁场为100 mT时得到最大值3200 mV/(cm·mT)。

Sm 2 O 3 掺杂(Ba 0.7 Ca 0.3 )TiO 3 -Ba(Zr 0.2 Ti 0.8 )O 3 无铅压电陶瓷的制备与性能

采用固相合成法制备了Sm 2 O 3 掺杂的(Ba 0.7 Ca 0.3 )TiO 3 -Ba(Zr 0.2 Ti 0.8 )O 3 (BCZT)无铅压电陶瓷. 借助XRD、SEM等手段对该陶瓷的显微结构与电性能进行了研究. 结果表明, Sm 2 O 3 的掺杂降低了BCZT无铅压电陶瓷的烧结温度并使居里温度点 T c 从85℃提高到95℃. 当Sm 2 O 3 掺杂量为0.02wt%~0.1wt%时, 样品具有典型ABO 3 型钙钛矿结构. Sm 2 O 3 掺杂量为0.02wt%时, 所得陶瓷样品具有最优综合电性能, 其压电常数 d 33 、机电耦合系数 k p 、机械品质因子 Q m 、介电损耗tan δ 和介电常数 e r 分别为590 pC/N、0.52、43、1.3%和3372.采用固相合成法制备了Sm 2 O 3 掺杂的(Ba 0.7 Ca 0.3 )TiO 3 -Ba(Zr 0.2 Ti 0.8 )O 3 (BCZT)无铅压电陶瓷. 借助XRD、SEM等手段对该陶瓷的显微结构与电性能进行了研究. 结果表明, Sm 2 O 3 的掺杂降低了BCZT无铅压电陶瓷的烧结温度并使居里温度点 T c 从85℃提高到95℃. 当Sm 2 O 3 掺杂量为0.02wt%~0.1wt%时, 样品具有典型ABO 3 型钙钛矿结构. Sm 2 O 3 掺杂量为0.02wt%时, 所得陶瓷样品具有最优综合电性能, 其压电常数 d 33 、机电耦合系数 k p 、机械品质因子 Q m 、介电损耗tan δ 和介电常数 e r 分别为590 pC/N、0.52、43、1.3%和3372.