高温铋层钛酸铋钠压电陶瓷的复合改性研究

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:a619906915
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
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。
其他文献
海洋,既绚丽多姿,又高深莫测,强烈地吸引着一代又一代的人们去探索研究和开发利用,已成为当今世界的一个重要话题,将为人类的生存和发展提供广阔的前景。海洋面积约占地球面积的三分之二,海洋各类资源丰富。21世纪将是海洋开发的世纪。这个新世纪的重要标志之一是海洋技术,特别是海洋高技术的发展。但海洋环境极其复杂,风、浪、流、潮等物理海洋要素数据及其变化规律的研究对于国防、航运、造船、港口以及海上石油平台的建
(Mg,Fe)Si O_3钙钛矿是下地幔中的主要矿物,探索该矿物在下地幔压力条件下的物理性质具有重要的科学意义。近年来,镁铁钙钛矿的辐射热输运性质已成为高压科学领域中一个重要的研究课题。为了获得下地幔的辐射热导率数据,镁铁钙钛矿在下地幔压力条件下的吸收光谱和折射率信息是需要的。本论文采用第一性原理方法,计算了(Mg0.875,Fe0.125)Si O_3钙钛矿理想晶体在下地幔压力条件下的电子结构和