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锆钛酸铅压电陶瓷的立体光刻增材制造工艺与电学性能研究
1
作者 朱凯峰 贺俊超 +3 位作者 龚小龙 刘凯 孙华君 史玉升 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第2期679-689,706,共12页
压电陶瓷是电子元器件中的重要材料,其个性化和复杂化制造对提高压电功能器件的性能具有重要意义。然而,由于陶瓷的高脆性和高硬度,传统成形工艺在制备复杂结构时面临较大挑战。增材制造基于逐层叠加原理,理论上可制备任意复杂结构,为... 压电陶瓷是电子元器件中的重要材料,其个性化和复杂化制造对提高压电功能器件的性能具有重要意义。然而,由于陶瓷的高脆性和高硬度,传统成形工艺在制备复杂结构时面临较大挑战。增材制造基于逐层叠加原理,理论上可制备任意复杂结构,为压电陶瓷复杂构件的制备提供了新方案。本文采用立体光刻(SLA)增材制造工艺,成功制备了锆钛酸铅(PZT)复杂结构压电陶瓷骨架,研究了浆料固含量对PZT陶瓷浆料流变性能,PZT陶瓷烧结体微观形貌、相对密度及电学性能的影响。结果表明,陶瓷固含量的增加有助于晶粒在高温下的生长以及坯体的致密化,但同时增加了浆料的表观黏度,降低了浆料的固化性能,不利于复杂结构PZT的制备。本研究制备了相对密度为98.26%、压电系数d_(33)为341 pC/N的PZT基陶瓷烧结体,为增材制造高性能压电陶瓷及其复合材料提供了参考。 展开更多
关键词 压电陶瓷 锆钛酸铅 增材制造 立体光刻 固含量 电学性能
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锆钛酸铅压电陶瓷低温烧结及其性能研究
2
作者 钟超 赵连仲 +2 位作者 李江 袁晰 张斗 《压电与声光》 北大核心 2024年第6期902-909,共8页
为降低锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷的烧结温度,以Li_(2)CO_(3)-Bi_(2)O_(3)作为复合烧结助剂,采用固相反应法制备了PZT基压电陶瓷粉,系统地研究了烧结助剂Li_(2)CO_(3)-Bi_(2)O_(3)的掺杂量及烧结温度对PZT压电陶瓷相结构、微观形貌及电学性... 为降低锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷的烧结温度,以Li_(2)CO_(3)-Bi_(2)O_(3)作为复合烧结助剂,采用固相反应法制备了PZT基压电陶瓷粉,系统地研究了烧结助剂Li_(2)CO_(3)-Bi_(2)O_(3)的掺杂量及烧结温度对PZT压电陶瓷相结构、微观形貌及电学性能的影响。在Li_(2)CO_(3)-Bi_(2)O_(3)掺杂量(质量分数)为1.3%时,PZT压电陶瓷的烧结温度可由1250℃降低至900~950℃,具有较宽的烧结温度范围,同时陶瓷表现出优异的电学性能。烧结温度为900℃时,陶瓷的压电应变常数d_(33)达到最大值538 pC/N;烧结温度为950℃时,陶瓷的压电电压常数g_(33)达到最大值43.27 mVm/N。同时实现了陶瓷-电极低温共烧,共烧后的陶瓷片d_(33)可达530 pC/N。 展开更多
关键词 压电陶瓷 锆钛酸铅(pzt) 低温共烧 烧结助剂 烧结温度
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锌铌酸铅-锆钛酸铅(PZN-PZT)压电陶瓷和陶瓷纤维的制备 被引量：3
3
作者 李坤 曹大呼 +1 位作者 李金华 陈王丽华 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期1099-1105,共7页
以乙酸铅、丙酸锌、五乙氧基铌、四丙氧基锆和四正丁氧基钛为原料,用溶胶-凝胶法制备了锌铌酸铅-锆钛酸铅(PZN-PZT)凝胶纤维.该纤维经热解、烧结后成为直径约25μm的陶瓷纤维.陶瓷纤维的表面和断面形貌的电子扫描图像显示:该陶瓷纤维均... 以乙酸铅、丙酸锌、五乙氧基铌、四丙氧基锆和四正丁氧基钛为原料,用溶胶-凝胶法制备了锌铌酸铅-锆钛酸铅(PZN-PZT)凝胶纤维.该纤维经热解、烧结后成为直径约25μm的陶瓷纤维.陶瓷纤维的表面和断面形貌的电子扫描图像显示:该陶瓷纤维均匀致密,呈圆柱形.X射线分析表明:烧结温度影响陶瓷的晶相纯度.当烧结温度高于1250℃时,该陶瓷及陶瓷纤维呈现纯净的钙钛矿晶相.阿基米德法测得陶瓷和陶瓷纤维的密度分别为7.70×103kg/m3和7.80×103kg/m3.对陶瓷含量为63%的PZN-PZT陶瓷纤维/环氧树脂1-3复合材料压电片,测得其机电转换常数kt、压电常数d33和相对介电常数ε分别为:0.65、403pC/N和1300.以溶胶-凝胶法制备的超细粉体为原料烧结成的PZN-PZT陶瓷,其kt、d33和ε分别为0.48、600pC/N和2627. 展开更多
关键词 陶瓷纤维 1-3复合材料 溶胶-凝胶法 锆钛酸铅
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四方相锆钛酸铅陶瓷制备及温度稳定性研究 被引量：1
4
作者 杨洋 侯育冬 +2 位作者 杜红亮 张阿梅 侯鸿平 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第3期351-355,共5页
采用传统固相法制备了Pb(Zr_(1-x)Ti_(x))O_(3)陶瓷,通过调节锆钛摩尔比将其定位于四方区域以改善温度稳定性,并通过优化烧结温度改善电学性能。实验结果表明,当x=0.52时,体系处于四方区域,此时陶瓷的温度稳定性有所提升,在室温~300℃时... 采用传统固相法制备了Pb(Zr_(1-x)Ti_(x))O_(3)陶瓷,通过调节锆钛摩尔比将其定位于四方区域以改善温度稳定性,并通过优化烧结温度改善电学性能。实验结果表明,当x=0.52时,体系处于四方区域,此时陶瓷的温度稳定性有所提升,在室温~300℃时,d33变化率为±14.7%。在1250℃下烧结的Pb(Zr_(0.48)Ti_(0.52))O_(3)陶瓷具有最佳的电学性能:压电常数d_(33)=183 pC/N,居里温度TC=402℃,相对介电常数ε_(r)=1209。 展开更多
关键词 压电陶瓷 锆钛酸铅 四方相 温度稳定性 烧结温度
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钛酸铋钠基无铅压电陶瓷掺杂改性研究现状 被引量：1
5
作者 朱合法 邢志国 +4 位作者 郭伟玲 董丽虹 王海斗 董瀚 黄艳斐 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期89-102,共14页
钛酸铋钠(Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3),简称BNT)基无铅压电陶瓷因其环境友好型、良好的铁电压电性能等特点在航空航天、舰艇声纳、高速列车及电子产品等领域得到广泛应用。为了克服钛酸铋钠基无铅压电陶瓷高矫顽场并进一步提升其电学性能,... 钛酸铋钠(Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3),简称BNT)基无铅压电陶瓷因其环境友好型、良好的铁电压电性能等特点在航空航天、舰艇声纳、高速列车及电子产品等领域得到广泛应用。为了克服钛酸铋钠基无铅压电陶瓷高矫顽场并进一步提升其电学性能,通过对BNT基无铅压电陶瓷进行掺杂改性构建三方相–四方相共存的准同型相界(MPB)。掺杂改性是改善BNT基无铅压电陶瓷性能的一种重要方法,针对BNT基无铅压电陶瓷掺杂改性进行系统总结十分必要。主要从BNT基无铅压电陶瓷多组元改性、A/B位离子掺杂和稀土离子掺杂改性等三方面综合论述近年来BNT基压电陶瓷研究进展。结果表明,引入合适的组元有利于BNT基无铅压电陶瓷构建三方相–四方相共存的准同型相界;A/B离子掺杂是根据离子半径和电价大小的一致性对BNT陶瓷中对应位置的离子进行取代;稀土离子掺杂主要对该陶瓷的光电特性有显著影响。上述三方面从不同角度改善了BNT基无铅压电陶瓷的性能,以期为研究性能更好的BNT基无铅压电陶瓷的科研和技术人员提供参考,并为BNT基无铅压电陶瓷的实际应用奠定基础。 展开更多
关键词 无铅压电陶瓷 钛酸铋钠 准同型相界 掺杂 电学性能
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压制方式对锆钛酸铅压电陶瓷密度及性能影响的研究 被引量：3
6
作者 孟正华 黄尚宇 《粉末冶金技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期49-52,56,共5页
将低电压电磁成形引入陶瓷粉末成形,以锆钛酸铅(PZT)粉末为研究对象,采用间接加工方式对其进行低电压电磁压制。结果表明,相比于模压成形,通过选择放电参数,低电压电磁压制能提高PZT陶瓷压坯密度并改善陶瓷体的烧结性能。密度测试结果表... 将低电压电磁成形引入陶瓷粉末成形,以锆钛酸铅(PZT)粉末为研究对象,采用间接加工方式对其进行低电压电磁压制。结果表明,相比于模压成形,通过选择放电参数,低电压电磁压制能提高PZT陶瓷压坯密度并改善陶瓷体的烧结性能。密度测试结果表明,经电磁压制后烧结的PZT制品密度较高。通过电性能参数测试,经电磁压制后烧结的PZT制品压电常数、相对介电常数、机电耦合系数均较高,介质损耗较低。 展开更多
关键词 电磁压制 粉末成形 密度 锆钛酸铅 功能陶瓷
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锆钛酸铅压电陶瓷主动元件在航天自适应桁架结构中的应用 被引量：2
7
作者 段勇 何麟书 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期56-59,共4页
阐明了PZT压电材料的正、逆压电效应以及相应的压电作动器的机电耦合原理。针对航天自适应桁架结构的特点 ,运用PZT压电作动器进行了振动抑制实验并取得了良好的效果。
关键词 锆钛酸铅 压电陶瓷 主动元件 航天结构 自适应桁架结构 结构振动
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锆钛酸铅(PZT)纳米陶瓷粉体的液相制备技术 被引量：2
8
作者 李涛 彭同江 《科学技术与工程》 2003年第5期503-507,共5页
评述了Sol-gel法、共沉淀法和水热法制备锆钛酸铅(PZT)纳米陶瓷粉体的原理、工艺过程、技术特点及其优缺点。重点论述了水热合成PZT纳米陶瓷粉体的dissolution/precipitation和in-situ两种合成机制,详细分析了锆、钛、铅等反应物离子在... 评述了Sol-gel法、共沉淀法和水热法制备锆钛酸铅(PZT)纳米陶瓷粉体的原理、工艺过程、技术特点及其优缺点。重点论述了水热合成PZT纳米陶瓷粉体的dissolution/precipitation和in-situ两种合成机制,详细分析了锆、钛、铅等反应物离子在水热条件下的存在形式、反应机理以及喊度、温度、干燥技术和铅含量等条件对水热合成PZT纳米陶瓷粉体的影响。讨论了液相法合成PZT纳米陶瓷粉体的研究热点与发展方向。 展开更多
关键词 锆钛酸铅 pzt 纳米陶瓷粉体 液相制备 SOL-GEL法 共沉淀法 水热法
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氧化锰对铌锑锆钛酸铅(PNSZT)压电陶瓷性能的影响 被引量：1
9
作者 黄新友 高春华 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2000年第6期12-13,共2页
本文研究了氧化锰对铌锑锆钛酸铅压电陶瓷性能的影响 ,探讨了氧化锰的作用机理 。
关键词 氧化锰 锆钛酸铅 陶瓷 影响
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组成对三方/四方相共存铌锑锆钛酸铅压电陶瓷结构和机电性能的影响 被引量：1
10
作者 黄新友 高春华 《中国陶瓷》 CAS CSCD 2002年第6期9-12,共4页
研究了Zr/Ti和 (Sb1/2 Nb1/2 )量对三方相、四方相共存 (相界附近 )铌锑锆钛酸铅 (PNSZT)压电陶瓷机电性能 (εT33/ε0 、KP、Qm、TKfr)的影响。认为Zr/Ti和 (Sb1/2 Nb1/2 )量对PNSZT机电性能影响很大 ,调整Zr/Ti、(Sb1/2 Nb1/2 )量是... 研究了Zr/Ti和 (Sb1/2 Nb1/2 )量对三方相、四方相共存 (相界附近 )铌锑锆钛酸铅 (PNSZT)压电陶瓷机电性能 (εT33/ε0 、KP、Qm、TKfr)的影响。认为Zr/Ti和 (Sb1/2 Nb1/2 )量对PNSZT机电性能影响很大 ,调整Zr/Ti、(Sb1/2 Nb1/2 )量是改变机电性能的有效方法 ,它们的正确选择是得到所需综合性能压电陶瓷的关键之一。 展开更多
关键词 组成 三方/四方相 共存 铌锑锆钛酸铅压电陶瓷 结构 机电性能 影响 相界
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镨掺杂对锆钛酸铅压电陶瓷性能的影响
11
作者 王俐聪 孙清池 +2 位作者 高正虹 刘涛 孙琳 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2003年第1期30-32,共3页
用固相反应法制备了镨掺杂锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷,研究了镨掺杂对材料性能的影响。样品是在锆钛比为变量,镨含量为3%(摩尔比),制备工艺相同的条件下进行的。对其压电和介电性能测试结果表明:与未掺杂PZT相比,掺镨后的PZT相界发生了移动... 用固相反应法制备了镨掺杂锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷,研究了镨掺杂对材料性能的影响。样品是在锆钛比为变量,镨含量为3%(摩尔比),制备工艺相同的条件下进行的。对其压电和介电性能测试结果表明:与未掺杂PZT相比,掺镨后的PZT相界发生了移动,即移向了富锆的一端,其在锆钛比约为1.17～1.27之间;居里温度TC随锆钛比的增加而降低,在本研究的系统内,锆钛比最小和最大时分别为1.04和1.50,其相应的居里温度分别为330°C和278°C;压电系数d33、机电耦合系数kp及介电常数ε/ε0均在1.17处达最大值,d33=420pC/N,kp=0.53;极化前的ε/ε0达1400,极化后εT33/ε0达2000;介电损耗tanδ随锆钛比的增加呈上升趋势,而机械品质因数Qm大幅度下降,在锆钛比为1.17处达最小值75。 展开更多
关键词 压电陶瓷 锆钛酸铅 镨参杂 压电性能 介电性能
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添加剂对锆钛酸铅二元系压电陶瓷性能的影响 被引量：1
12
作者 诸爱珍 《陶瓷学报》 CAS 2005年第4期265-268,共4页
对添加剂按电价进行了分类,讨论了各类添加剂对锆钛酸铅二元系压电陶瓷性能的影响,分析了各类添加剂对锆钛酸铅二元系压电陶瓷性能的原因。研究表明,各种添加剂的加入量都有一个适宜的范围。
关键词 压电陶瓷 锆钛酸铅二元系 添加剂
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锆钛酸铅钡弛豫铁电陶瓷偏压压电效应的研究(英文)
13
作者 庄志强 伍建新 利华 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第12期52-56,共5页
研究了锆钛酸铅钡铁电陶瓷的横向场诱应变x2、偏压下的介电常数ε33、弹性柔顺系数SE11和平面机电耦合系数kp,并计算了等效压电常数d31.PBZT陶瓷的kp和d31值可由外加偏压控制.两个PBZT陶瓷组分室温kp值最大为0.45,|d31|值最大为180pC/N.
关键词 偏压 压电效应 锆钛酸铅钡 弛豫铁电陶瓷
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锆钛酸铅压电陶瓷的流延法制备及其性能 被引量：4
14
作者 张少峰 袁晰 +4 位作者 闫明洋 王晓宇 高峰 周科朝 张斗 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期326-332,共7页
流延法工艺具有工艺便捷、尺寸可调、成膜质量好等优势。采用流延法制备PZT压电陶瓷,通过扫描电子显微镜观察压电陶瓷微观形貌,通过准静态d33测量仪测试压电陶瓷的压电应变常数d33。探究粉末粒径以及流延工艺参数包括刮刀高度、流延速... 流延法工艺具有工艺便捷、尺寸可调、成膜质量好等优势。采用流延法制备PZT压电陶瓷,通过扫描电子显微镜观察压电陶瓷微观形貌,通过准静态d33测量仪测试压电陶瓷的压电应变常数d33。探究粉末粒径以及流延工艺参数包括刮刀高度、流延速度、热压压力等对PZT压电陶瓷性能的影响,获得的PZT压电陶瓷其压电应变常数d33最高可达454 pC/N,致密度最高可达97.68%。该方法适用于制备大尺寸压电器件。 展开更多
关键词 锆钛酸铅 压电陶瓷 流延成型 致密度 压电应变常数
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锆钛酸钡钙(BCZT)基无铅压电陶瓷的研究现状 被引量：3
15
作者 杨琳 邓红 陈云婧 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2016年第3期230-235,共6页
针对近年来BCZT陶瓷的研究现状进行简要介绍,论述了国内外研究者对BCZT的组分(Ba/Ca比、Zr/Ti比)、掺杂离子、烧结方法对显微结构和材料性能影响规律的研究现状,同时给出了制备优异BCZT压电陶瓷的建议。
关键词 锆钛酸钡钙 BCZT 压电陶瓷
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锆钛酸铅压电陶瓷烧成用氧化铝陶瓷承烧板损坏机制探讨 被引量：1
16
作者 石棋 张优 周露亮 《耐火材料》 北大核心 2017年第6期426-429,433,共5页
为了研究锆钛酸铅压电陶瓷烧成用氧化铝陶瓷承烧板的损坏机制,对在锆钛酸铅压电陶瓷烧成中使用80次后的氧化铝陶瓷承烧板的显微结构和化学组成的变化进行了分析,探讨了氧化铝陶瓷承烧板被侵蚀的过程及发生翘曲、表面粉化、剥落的原因。... 为了研究锆钛酸铅压电陶瓷烧成用氧化铝陶瓷承烧板的损坏机制,对在锆钛酸铅压电陶瓷烧成中使用80次后的氧化铝陶瓷承烧板的显微结构和化学组成的变化进行了分析,探讨了氧化铝陶瓷承烧板被侵蚀的过程及发生翘曲、表面粉化、剥落的原因。研究认为:氧化铝陶瓷承烧板被锆钛酸铅组分侵蚀,是从其颗粒表面逐渐向颗粒内部深入的;碳化硅推板加速了氧化铝陶瓷承烧板的损坏。锆钛酸铅组分侵入以及承烧板底面生成玻璃相,两者共同作用,导致了氧化铝陶瓷承烧板中心凸起翘曲及表面层状粉化剥落。 展开更多
关键词 锆钛酸铅 压电陶瓷 氧化铝陶瓷承烧板 损坏机制
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钛酸铋钠基无铅压电陶瓷研究近期进展 被引量：17
17
作者 陈敏 肖定全 +3 位作者 孙勇 吴浪 赁敦敏 朱建国 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1229-1233,共5页
钛酸铋钠(分子式是Bi0.5Na0.5TiO3,简写为BNT)基无铅压电陶瓷性能优良,但与铅基陶瓷相比还有相当的差距,其性能有待进一步提高。从BNT基陶瓷改性、陶瓷新体系以及陶瓷制备技术等多方面,分析了提高BNT基陶瓷性能的原理、途径和方法,指出... 钛酸铋钠(分子式是Bi0.5Na0.5TiO3,简写为BNT)基无铅压电陶瓷性能优良,但与铅基陶瓷相比还有相当的差距,其性能有待进一步提高。从BNT基陶瓷改性、陶瓷新体系以及陶瓷制备技术等多方面,分析了提高BNT基陶瓷性能的原理、途径和方法,指出了发明陶瓷新体系的有关思路,讨论了陶瓷制备技术与陶瓷性能的关系。同时,列举了近期在BNT基陶瓷性能改善研究中的若干新进展和新结果、性能良好的BNT基陶瓷新体系及制备工艺和制备新技术对陶瓷性能的影响,并对今后的相关研究进行了展望。 展开更多
关键词 钛酸铋钠 无铅压电陶瓷 改性 陶瓷新体系 制备技术
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钛酸铋钠-钛酸钡系无铅压电陶瓷的压电性能 被引量：15
18
作者 廖梅松 陈文 +2 位作者 徐庆 周静 李月明 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2005年第6期662-664,667,共4页
研究了(1-x)Na0.5Bi0.5TiO3-xBaTiO3系无铅压电陶瓷的介电、压电性能。通过X-射线衍射分析发现,当0.06≤x≤0.10时,该体系陶瓷具有三方、四方相共存的晶体结构,此时材料具有最佳的压电性能。测试x=0.06时陶瓷样品的介电温谱和电滞回线... 研究了(1-x)Na0.5Bi0.5TiO3-xBaTiO3系无铅压电陶瓷的介电、压电性能。通过X-射线衍射分析发现,当0.06≤x≤0.10时,该体系陶瓷具有三方、四方相共存的晶体结构,此时材料具有最佳的压电性能。测试x=0.06时陶瓷样品的介电温谱和电滞回线发现在相界附近的陶瓷为弛豫型铁电体,并在加热过程中发生了铁电-反铁电-顺电相的转变。 展开更多
关键词 钛酸铋钠 钛酸钡 无铅压电陶瓷
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铌镁酸铅-钛酸铅陶瓷介电与压电性能的研究 被引量：11
19
作者 陈辛尘 王评初 +2 位作者 潘晓明 霍翠凤 殷之文 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期109-113,共5页
用二步合成法制备了（１－ｘ）Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－ｘＰｂＴｉＯ３原料，并制成了纯钙钛矿结构压电陶瓷．研究了三方－四方相界附近组份（ｘ＝０．２５～０．４０）及工艺与性能的关系．结果表明，在ｘ＝０．３２～０．... 用二步合成法制备了（１－ｘ）Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－ｘＰｂＴｉＯ３原料，并制成了纯钙钛矿结构压电陶瓷．研究了三方－四方相界附近组份（ｘ＝０．２５～０．４０）及工艺与性能的关系．结果表明，在ｘ＝０．３２～０．３５间材料具有较大的介电常数，压电常数，耦合系数以及较低的品质因数．材料以１２００℃附近保温１５０ｍｉｎ为佳．材料性能表明，有希望成为新型压电陶瓷． 展开更多
关键词 铌镁酸铅 压电性 钛酸铅 陶瓷 介电
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钛酸钡基无铅压电陶瓷研究的新进展 被引量：9
20
作者 吴浪 滕元成 +1 位作者 李玉香 周飞 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第19期34-38,共5页
着重从引入新组元(如BaZrO3、Bi0.5Na0.5TiO3等)和采用新的制备技术(如微波烧结、二步烧结、晶粒取向生长技术等)两个方面综述了近期BaTiO3基压电陶瓷的研发进展,并就BaTiO3基压电陶瓷今后的研发提出了几点建议。
关键词 钛酸钡 无铅压电陶瓷 压电性能
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