Pr_(2)FeCrO_(6)掺杂对(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_(3)–BaTiO_(3)无铅压电陶瓷结构和性能的影响

1

作者 王浩伟 王颖 +1 位作者 王佳蕊 郝继功 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期27-34,共8页

采用了传统陶瓷制备工艺制备了(1-x)[0.935(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_(3)-0.065BaTiO_(3)]-x Pr_(2)FeCrO_(6)(简写为BNT-BT-x PFC)无铅压电陶瓷,并研究了PFC掺杂对该体系陶瓷相结构与电性能的影响。PFC的引入将BNT-BT陶瓷所具有的三方/四... 采用了传统陶瓷制备工艺制备了(1-x)[0.935(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_(3)-0.065BaTiO_(3)]-x Pr_(2)FeCrO_(6)(简写为BNT-BT-x PFC)无铅压电陶瓷,并研究了PFC掺杂对该体系陶瓷相结构与电性能的影响。PFC的引入将BNT-BT陶瓷所具有的三方/四方共存结构转变为赝立方相结构。伴随着相结构的转变,BNT-BT陶瓷的铁电有序性被破坏,电致应变性能获得显著提升。材料在PFC掺杂量为0.6 mol%时获得最佳的电致应变性能:单向电致应变值达0.41%(60 kV/cm),约合压电应变常数d 33*(S_(max)/E_(max))为683 pm/V。同时,该组分陶瓷还具有良好的电致伸缩性能,其室温下的电致伸缩系数Q 33为0.023 m4/C2(60 kV/cm)。同时,Q 33在室温至120℃温度区间无明显下降,呈现出优异的温度稳定性,表明该体系陶瓷在驱动器领域具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 钙钛矿 无铅铁电陶瓷 钛酸铋钠 电致应变

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柠檬酸法制备（K1/2Na1/2）NbO3无铅压电陶瓷及其性能研究 被引量：1

2

作者 郝继功 徐志军 初瑞清 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第A02期722-723,共2页

将柠檬酸法与固相合成法有效结合，制备出钙钛矿结构的（K1/2Na1/2）NbO3（KNN）无铅压电陶瓷．分析表明，利用柠檬酸法合成铌酸钾钠粉体较为适宜的温度为550℃；制备铌酸钾钠无铅压电陶瓷的较好温度为1100℃，其居里温度为415℃，压电... 将柠檬酸法与固相合成法有效结合，制备出钙钛矿结构的（K1/2Na1/2）NbO3（KNN）无铅压电陶瓷．分析表明，利用柠檬酸法合成铌酸钾钠粉体较为适宜的温度为550℃；制备铌酸钾钠无铅压电陶瓷的较好温度为1100℃，其居里温度为415℃，压电常数为58×10^-12C/N． 展开更多

关键词 KNN 柠檬酸法 介电性能 压电性能

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两步包裹法制备0.68PMN-0.32PT压电陶瓷及其性能研究 被引量：2

3

作者 王付军 徐志军 +3 位作者 初瑞清 郝继功 张燕杰 陈倩 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期91-93,98,共4页

利用两步包裹法,在850℃低温合成出纯钙钛矿结构的0.68Pb(Mg1/3Nb2/3)O3(PMN)-0.32PbTiO3(PT)粉体材料。合成过程中通过TG-DSC分析了其反应过程,并利用XRD、SEM分析了粉体的相结构与陶瓷的微观形貌,指出经1170℃烧结的0.70PMN-0.30PT陶... 利用两步包裹法,在850℃低温合成出纯钙钛矿结构的0.68Pb(Mg1/3Nb2/3)O3(PMN)-0.32PbTiO3(PT)粉体材料。合成过程中通过TG-DSC分析了其反应过程,并利用XRD、SEM分析了粉体的相结构与陶瓷的微观形貌,指出经1170℃烧结的0.70PMN-0.30PT陶瓷显现出较好的性能,1kHz的室温介电常数达到3530,压电常数达到370pC/N,剩余极化强度为33.8μC/cm2,矫顽场EC=6.66kV/cm。烧结温度比常规方法低了约100℃,这种方法也可以推广应用到其它铅基弛豫铁电陶瓷的制备上。 展开更多

关键词 溶胶-凝胶 包裹法 0.68PMN-0.32PT介电性能压电性能

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(K_(0.5)Na_(0.5))_(0.94-2x)Li_(0.06)Sr_xNb_(0.98)Sb_(0.02)O_3无铅压电陶瓷的制备及性能研究 被引量：1

4

作者 初瑞清 郝继功 +1 位作者 徐志军 臧国忠 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1164-1168,共5页

采用传统陶瓷烧结工艺制备了(K0.5Na0.5)0.94-2xLi0.06SrxNb0.98Sb0.02O3无铅压电陶瓷,研究了陶瓷的结构、烧结特性及电性能特征.研究结果表明:制备的KNLSN-Srx陶瓷为单一的具有四方相的钙钛矿结构,SEM照片中可以看出材料的平均晶粒尺... 采用传统陶瓷烧结工艺制备了(K0.5Na0.5)0.94-2xLi0.06SrxNb0.98Sb0.02O3无铅压电陶瓷,研究了陶瓷的结构、烧结特性及电性能特征.研究结果表明:制备的KNLSN-Srx陶瓷为单一的具有四方相的钙钛矿结构,SEM照片中可以看出材料的平均晶粒尺寸随着Sr掺入量的增加逐渐变大,陶瓷的烧结温度随Sr掺入量的增加而升高,Li,Sr和Sb掺杂(K0.5Na0.5)NbO3后,材料的压电系数d33、平面机电耦合系数kp得到提高,同时介电损耗tanδ和机械品质因子Qm降低,Sr掺入量在2mol%时各项性能最佳(d33=130pC/N,kp=34.5%,tanδ=4.2%). 展开更多

关键词 无铅压电陶瓷 铌酸钾钠 介电常数 压电常数

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粗晶粒BaTiO_3陶瓷的微观结构及电学性能

5

作者 李伟 徐志军 +2 位作者 初瑞清 付鹏 郝继功 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期952-954,958,共4页

以钛酸丁酯和乙酸钡为原料用溶胶-凝胶法制备了BaTiO3纳米粉体,并烧结了不同晶粒尺寸的陶瓷,研究了不同烧结温度下BaTiO3陶瓷的微观结构及尺寸效应对电学性能的影响。结果表明:溶胶-凝胶法可以在较低的温度(700℃)下合成BaTiO3纳米粉体... 以钛酸丁酯和乙酸钡为原料用溶胶-凝胶法制备了BaTiO3纳米粉体,并烧结了不同晶粒尺寸的陶瓷,研究了不同烧结温度下BaTiO3陶瓷的微观结构及尺寸效应对电学性能的影响。结果表明:溶胶-凝胶法可以在较低的温度(700℃)下合成BaTiO3纳米粉体,平均粒径25nm;BaTiO3陶瓷的晶粒尺寸直接影响其电学性能,随晶粒尺寸的增大,剩余极化,压电常数,机电耦合系数,机械品质因数逐渐提高,居里温度向高温区偏移;当晶粒尺寸达到50μm时,陶瓷相对密度为95.6%,d33可达168pC.N-1,kp=24.8%,Qm=425,Tc=122℃。 展开更多

关键词 钛酸钡 溶胶-凝胶 压电性能 居里温度 晶粒尺寸

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Bi_(1/2)Na_(1/2)Ti_(1-x)(Mo_(1/3)W_(1/3))_xO_3系无铅压电陶瓷介电和压电性能的研究

6

作者 徐志军 程仁飞 +2 位作者 初瑞清 郝继功 杜鹃 《陶瓷学报》 北大核心 2017年第3期378-381,共4页

采用传统固相法制备出了Bi_(1/2)Na_(1/2)Ti_(1-x)(Mo_(1/3)W_(1/3))_xO_3(简称BNT-MW-100x)系无铅压电陶瓷材料,研究了Mo和W掺杂对BNT基陶瓷材料显微结构和电学性能的影响。研究结果表明,Mo和W掺杂并未影响BNT陶瓷的晶体结构,仍为纯钙... 采用传统固相法制备出了Bi_(1/2)Na_(1/2)Ti_(1-x)(Mo_(1/3)W_(1/3))_xO_3(简称BNT-MW-100x)系无铅压电陶瓷材料,研究了Mo和W掺杂对BNT基陶瓷材料显微结构和电学性能的影响。研究结果表明,Mo和W掺杂并未影响BNT陶瓷的晶体结构,仍为纯钙钛矿型结构,而且致密性良好。当x=0.9%时,BNT-MW陶瓷的压电常数最大,d_(33)=108 pC/N,平面机电耦合系数最大,k_p=0.153。 展开更多

关键词 钛酸铋钠 无铅压电陶瓷 压电性能 介电性能

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SrBi_(2-x)Dy_xNb_2O_9无铅压电陶瓷制备及其高温稳定性研究

7

作者 初瑞清 姚忠冉 +1 位作者 徐志军 郝继功 《陶瓷学报》 北大核心 2017年第3期338-341,共4页

采用固相烧结工艺制备SrBi_(2-x)Dy_xNb_2O_9(x=0,0.03,0.05,0.07)陶瓷样品,研究了Dy^(3+)掺杂量对其微观结构、电学性能及其高温稳定性的影响。结果表明,Dy^(3+)并未改变陶瓷的晶体结构,并且对样品的微观形貌影响不明显,但随着Dy^(3+)... 采用固相烧结工艺制备SrBi_(2-x)Dy_xNb_2O_9(x=0,0.03,0.05,0.07)陶瓷样品,研究了Dy^(3+)掺杂量对其微观结构、电学性能及其高温稳定性的影响。结果表明,Dy^(3+)并未改变陶瓷的晶体结构,并且对样品的微观形貌影响不明显,但随着Dy^(3+)掺杂量的增加剩余极化强度(2P_r)先增大后减小,同时矫顽场(E_c)降低,居里温度(T_c)由444℃降低到427℃,这是由于Dy^(3+)的掺杂影响晶格畸变的结果。当x=0.03时,陶瓷具有较好的综合性能:2P_r=16μC/cm^2,E_c=56 kV/cm,T_c=436℃,说明该材料具有较好的铁电及温度稳定性。 展开更多

关键词 陶瓷 Dy3+掺杂 SrBi2-xDyxNb2O9 电学性能

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(Mo_(1/2)Sr_(1/2))^(4+)掺杂Bi_(1/2)Na_(1/2)TiO_3无铅压电陶瓷结构及其性能研究 被引量：4

8

作者 程仁飞 徐志军 +4 位作者 初瑞清 郝继功 杜鹃 姬万滨 李国荣 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第15期15080-15083,15088,共5页

采用传统陶瓷制备工艺制备出了Bi1/2Na1/2Ti1-x(Mo1/2Sr1/2)xO3(简称BNT-MS-100x)系无铅压电陶瓷材料,研究了(Mo1/2Sr1/2)4+掺杂量对BNT基陶瓷材料显微结构和电学性能的影响。研究结果表明,(Mo1/2Sr1/2)4+掺杂并未影响BNT陶瓷的晶体结构... 采用传统陶瓷制备工艺制备出了Bi1/2Na1/2Ti1-x(Mo1/2Sr1/2)xO3(简称BNT-MS-100x)系无铅压电陶瓷材料,研究了(Mo1/2Sr1/2)4+掺杂量对BNT基陶瓷材料显微结构和电学性能的影响。研究结果表明,(Mo1/2Sr1/2)4+掺杂并未影响BNT陶瓷的晶体结构,仍为纯钙钛矿型结构,而且致密性良好。随着(Mo1/2Sr1/2)4+掺杂量增加,居里温度升高,剩余极化强度先增大后减小。当x=0.004时,BNT-MS-100x陶瓷的压电系数最大,d33=104pC/N,介电损耗最小,tanδ=4.11%。 展开更多

关键词 无铅压电陶瓷 钛酸铋钠 (Mo1 2Sr1 2)4+掺杂

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Ca_xSr_(1-x)Bi_2Nb_2O_9无铅压电陶瓷制备及其高温稳定性研究 被引量：3

9

作者 姚忠冉 初瑞清 +2 位作者 徐志军 郝继功 李国荣 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期989-994,共6页

采用传统固相法制备了CaxSr1-xBi2Nb2O9(x=0、0.10、0.25、0.40)无铅压电陶瓷,研究了Ca2+掺杂量对其微观结构、电学性能及其高温稳定性的影响。掺入Ca2+并未改变Sr Bi2Nb2O9陶瓷的晶体结构;随着Ca2+掺杂量的增加,陶瓷晶粒由片状向长条... 采用传统固相法制备了CaxSr1-xBi2Nb2O9(x=0、0.10、0.25、0.40)无铅压电陶瓷,研究了Ca2+掺杂量对其微观结构、电学性能及其高温稳定性的影响。掺入Ca2+并未改变Sr Bi2Nb2O9陶瓷的晶体结构;随着Ca2+掺杂量的增加,陶瓷晶粒由片状向长条状转变;陶瓷的矫顽场(Ec)下降,剩余极化强度(Pr)先增大后减小;陶瓷的居里温度由450℃升高到672℃。当x=0.10时,陶瓷具有较好的综合性能:2Pr=14.8μC/cm2,d33=22 p C/N,Tc=488℃;当退火温度达到400℃时,压电常数d33仍达到20 p C/N,说明该材料具有较好的温度稳定性,可以在400℃的高温环境中应用。 展开更多

关键词 陶瓷 Ca2+掺杂 CaxSr1-xBi2Nb2O9 电学性能

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TiO_2压敏陶瓷的研究进展 被引量：2

10

作者 巩云云 初瑞清 +3 位作者 徐志军 马帅 郝继功 李国荣 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期107-111,共5页

TiO2压敏陶瓷的压敏电压低、非线性系数高、介电常数大、制备工艺简单,在电子、通信、航天航空等高新技术产业的低压保护中具有广阔的应用前景。主要从粉体制备工艺、叠层方式烧结、烧结氛围、烧结温度及保温时间、掺杂物质及浓度等方... TiO2压敏陶瓷的压敏电压低、非线性系数高、介电常数大、制备工艺简单,在电子、通信、航天航空等高新技术产业的低压保护中具有广阔的应用前景。主要从粉体制备工艺、叠层方式烧结、烧结氛围、烧结温度及保温时间、掺杂物质及浓度等方面归纳总结了TiO2压敏陶瓷的研究状况,并展望了其今后的研究趋势。 展开更多

关键词 二氧化钛 压敏陶瓷 制备工艺 掺杂

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BNT基铁电陶瓷的温度诱导高电致应变响应及其机理研究 被引量：1

11

作者 楚丙凯 刘璐璐 +2 位作者 郝继功 李伟 曾华荣 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期26-31,共6页

近年来,钛酸铋钠(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_(3)(BNT)基铁电材料因具有高电致应变响应而受到广泛关注,并在驱动器方面展现出巨大的应用潜力。本工作采用传统固相法工艺制备了(1-x)(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_(3)-x(Ba_(0.90)Ca_(0.10))(Ti_(0.92... 近年来,钛酸铋钠(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_(3)(BNT)基铁电材料因具有高电致应变响应而受到广泛关注,并在驱动器方面展现出巨大的应用潜力。本工作采用传统固相法工艺制备了(1-x)(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_(3)-x(Ba_(0.90)Ca_(0.10))(Ti_(0.92)Sn_(0.08))O_(3)(BNT-x BCTS,x=0.04~0.07)铁电陶瓷,研究了BCTS含量对BNT陶瓷的相结构、介电性能及电致应变性能的影响。通过分析高温下材料铁电/应变性能的变化和高温原位XRD/拉曼测试结果,明确了温度诱导BNT基陶瓷高电致应变产生的机理。结果表明,BNT-x BCTS(x=0.04~0.07)陶瓷均具有三方-四方两相共存结构,且三方相/四方相的含量比随着BCTS含量的增大逐渐减小。BCTS的引入促使BNT材料的铁电-弛豫相变温度(T_(F-R))向低温方向移动,并提高了BNT陶瓷材料室温下的电致应变性能。此外,BNT-x BCTS体系具有温度诱导高电致应变特征,在其T_(F-R)附近,电致应变性能获得极大提升:BNT-0.05BCTS陶瓷在其T_(F-R)(150℃)附近的单向应变值S uni达到0.463%(70 kV/cm电场下,测试频率1 Hz),对应的大信号压电常数d_(33)*为661 pm/V。通过开展样品在室温和150℃下第一圈电滞回线/双向应变曲线测试,给出了材料在不同温度下电场诱导结构转变的具体演变过程,并证实了BNT基材料在其T_(F-R)温度附近的高电致应变来源于电场诱导的遍历性弛豫态到铁电态的可逆转变。 展开更多

关键词 钙钛矿 钛酸铋钠 铁电 电致应变 相变

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SrMAlO_(4)(M=La、Y)掺杂BNT基无铅压电陶瓷的结构与电致应变性能研究

12

作者 赵桂媛 王娣 +4 位作者 刘润政 郑永卓 吕蓉娜 郝继功 李伟 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期3146-3152,共7页

近年来,钛酸铋钠(BNT)基压电陶瓷材料因其独特的场致相变效应表现出巨大电致应变响应,并在驱动器方面展现出巨大应用潜力。采用传统固相合成工艺制备了具有优异电致应变性能和温度稳定性的(Bi_(0.5)Na_(0.5))_(0.935)Ba_(0.065)TiO_(3)-... 近年来,钛酸铋钠(BNT)基压电陶瓷材料因其独特的场致相变效应表现出巨大电致应变响应,并在驱动器方面展现出巨大应用潜力。采用传统固相合成工艺制备了具有优异电致应变性能和温度稳定性的(Bi_(0.5)Na_(0.5))_(0.935)Ba_(0.065)TiO_(3)-xSrMAlO_(4)(xSrMAlO_(4),M=La、Y)系无铅压电陶瓷材料,并研究了SrMAlO_(4)(M=La、Y)组元对陶瓷相结构及电性能的影响。SrMAlO_(4)组元的引入促使陶瓷的相结构由三方-四方共存相向单一伪立方相转变,并破坏了基体材料的铁电有序性,诱导出弱极性相,进而大幅度提高了材料的电致应变性能。当SrMAlO_(4)掺杂含量为0.9%(摩尔分数)时,材料获得了最佳的电致应变性能:70 kV/cm电场下,其单向应变值分别为0.39%(M=La)和0.44%(M=Y),对应大信号d_(33)^(*)常数分别为557 pm/V(M=La)和629 pm/V(M=Y),高应变响应来源于电场驱动下弱极性态到铁电态的转变。此外发现,经0.9%(摩尔分数)SrMAlO_(4)(M=Y)改性的陶瓷材料在室温至100℃之间表现出优异的温度稳定性,在驱动器等器件方面展现出良好的应用潜力。 展开更多

关键词 无铅压电陶瓷 钛酸铋钠 相结构 电致应变

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SrCaBi4Ti5O(18)-BiMeO＋3(Me=Ga,Mn)高温无铅压电陶瓷的制备及性能

13

作者 李程 胡杰文 +2 位作者 王元立 李宁 郝继功 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期99-102,116,共5页

采用固相合成法制备了(1-x)SrCaBi_4Ti_5O_(18-x)BiMeO_3(SCBT-xBMe,Me=Ga,Mn;0≤x≤0.02)铋层状压电陶瓷,研究了BiMeO_3掺杂对SrCaBi_4Ti_5O_(18)系陶瓷微观结构及电性能的影响。结果表明BiMeO_3掺杂并未改变SCBT陶瓷的晶体结构,所有... 采用固相合成法制备了(1-x)SrCaBi_4Ti_5O_(18-x)BiMeO_3(SCBT-xBMe,Me=Ga,Mn;0≤x≤0.02)铋层状压电陶瓷,研究了BiMeO_3掺杂对SrCaBi_4Ti_5O_(18)系陶瓷微观结构及电性能的影响。结果表明BiMeO_3掺杂并未改变SCBT陶瓷的晶体结构,所有样品均为单一的铋层状结构陶瓷;适量引入BiMeO_3能促使SCBT的晶粒长大且趋于均匀,并有助于SCBT电性能的优化。当BiMeO_3掺杂量为0.005(Me=Ga)和0.02(Me=Mn)时,材料的压电常数d33分别为18pC/N和20pC/N,同时材料具有高的居里温度(Tc=550℃)和低的介电损耗(tanδ<0.15%)。此外,SCBTxBMe材料具有良好的压电稳定性,适合于制备高温高频压电器件。 展开更多

关键词 高温压电陶瓷 铋层状 微观结构 热稳定性

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