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Aurivillus首先发现了含铋层状结构化合物,铋层状结构铁电材料作为具有潜在应用价值的无铅压电材料,特别是在高温压电领域的应用,使其得到了较为广泛地研究。由于其相对较低的介电常数,低介电损耗,高介电击穿强度,强各向异性机电耦合系数和低的谐振频率温度系数,这些特征连同它们的高居里温度(Tc),使铋层状结构压电陶瓷在高温高频领域具有广阔的应用前景。1.制备了一系列Bi含量改变的Na0.5Bi4.5Ti4015 (NBT)陶瓷,其分子式为:Na0.5Bi4.5(1+X)Ti4O15(x=-0.04,0.00,0.04,0.06)。改变Bi含量的Na0.5Bi4.5Ti4O15系列陶瓷使用传统固体反应方法合成,改变Bi含量有效提高了该系列陶瓷的压电性能和介电性能。当x=0.04时,陶瓷压电常数为16 pC/N,介电损耗仅为0.30%。室温下平面机电耦合系数kp的数值为(~6%),厚度机电耦合系数kt数值为(-26%),展现出很强的各向异性行为。随着Bi含量的增加,样品居里温度逐渐升高。当温度为500℃时,电阻率仍然高于104Ω·m。改变Bi含量的Na0.5Bi4.5Ti4O15系列陶瓷的性能获得了较大地提高,Bi含量的高低对铋层陶瓷的结构和性能具有很重要的影响。2.研究了B位(W/Nb)复合取代改性对Bi45Ti4O15陶瓷的性能的影响。该系列陶瓷使用传统固体反应方法合成,其分子式为:Na0.5B14.5Ti4-x (W/Nb)x/2O15(x=0.000,0.015,0.020,0.025,0.040)。(W/Nb)复合取代改性有效地提高了该系列陶瓷的压电活性和介电性能。改性的Na0.5Bi4.5Ti4O15陶瓷的介电和压电性能表现出很好的温度稳定性,加上其高居里温度Tc-645℃,优良的压电系数~28pC/N,使该系列陶瓷在高温应用领域具有潜在应用价值。3.研究了A位Ce取代改性对已经B位W/Nb取代的(NaBi)0.5Bi4Ti3.98(WNb)0.01O15压电陶瓷结构以及压电、介电性能的影响。其分子式为:(NaBi)0.5Bi4-xCexTi3.98(WNb)0.01O15(x=0.00,0.02,0.04,0.06)。Ce取代改性提高了该系列陶瓷的高温电阻率约一个数量级,其压电性能和介电性能也获得了很大的提高。当x=0.04时,压电常数d33和居里温度数值分别为31pC/N,660℃室温下厚度振动机电耦合系数kt的数值为(~36%),平面振动机电耦合系数kp数值为(~8%),在室温下介电损耗仅为0.20%。在350-560℃温度范围内x=0.04的电阻率高于x=0.00的电阻率,当温度为500℃时,电阻率仍然高于105Ω·m。