BNT基无铅压电陶瓷研究
无铅压电陶瓷的研究现状与发展前景
无铅压电陶瓷的研究现状与发展前景Tadashi Takenaka，Hajime NagataFaculty of Science and Technology，Tokyo University of Science，Yamazaki 2641，Nada，Chiba-ken 278-8510，Japan摘要：钙钛矿结构的陶瓷和铋层结构BLSF陶瓷因具有优良的绝缘性、铁电性和压电性，成为污染环境的含铅压电陶瓷的良好替代材料。
钙钛矿陶瓷广泛应用于高能换能器，具有较高的压电常数d33(>300pC/N)和高的居里温度Tc(>200℃)。
采用固相法制备的BaTiO3，即(1-x) BaTiO3-x(Bi0.5K0.5)TiO3[BTBK-100x]陶瓷,Tc 随着x的增加而增加。
BTBK-20+MnCO30.1wt%陶瓷显示出高的Tc（~200℃），同时机电耦合系数k33=0.35。
固相法得到的a Bi0.5Na0.5)TiO3-b BaTiO3-c Bi0.5K0.5)TiO3[BNBK(100a/100b/100c)陶瓷,相对于BNBK(85.2/2.8/12)的d33和Tc 分别为191pC/N和301℃。
另一方面，BLSF陶瓷是优良的高温压电传感器和具有高机械品质因数Qm的陶瓷共振器，并且在低温下谐振频繁(Tc-f r)。
施主掺杂Bi4Ti3O12的陶瓷例如Bi4Ti3-x Nb x O12[BINT-x]和Bi4Ti3-x V x O12[BIVT-x]表现出高的Tc（~650℃）。
BINT-0.08陶瓷初始晶粒的k33值为0.39并在350℃时保持这一值。
基于固相体系的Bi3TiTaO9(BTT)Sr x-1Bi4-x Ti2-x Ta x O9[SBTT2(x)](1≤x≤2)在x=1.25的P型半导体中表现出高的Qm值(=13500)。
关键词：铁电性，压电性，钙钛矿，铋层结构铁电体1. 前言压电性是电子和机电材料表现出来的重要性质。
BNT基无铅压电陶瓷研究进展
度 和简 单 的制造工 艺． 因此 ， ＮＴ基无 铅压 电陶 瓷被认 为是 取 代铅 基压 电陶 瓷最 优 体系 之 一． 是 ， ＮＴ Ｂ 但 Ｂ
压 电 陶瓷在 室温 下矫顽 场较 大 （ ３ １ｋ ｃ ， 电流高 ， 以充 分极 化 ， 且 Ｂ Ｅ 一７ ． Ｖ／ ｍ） 漏 难 而 ＮＴ 陶瓷 中的 Ｎａ０ 。 易 吸水 ， 烧结 温 区狭窄 ， 导致 了 陶瓷的致 密性 和化 学物 理性 能稳 定性 欠佳 ， 因此 ， 纯的钛酸 铋钠 陶瓷难 以 单 实用 化［ ］如何 降低 Ｂ Ｔ的矫顽场 、 ４． Ｎ 提高 Ｂ Ｔ的压电活性 、 Ｎ 改善烧结性能 等是 Ｂ ＮＴ陶瓷实用 化 的关键． ２ Ｏ世 纪 ６ Ｏ年代 起 ， 内外 大量学 者开始 对 Ｂ 国 ＮＴ 基压 电陶瓷 进 行广 泛 研究 ， 成 功制 备 了许 多 具 有 并 实 用化 前景 的陶 瓷体 系． 文归纳 了 Ｂ 本 ＮＴ基无 铅压 电陶瓷体 系 的各 种改性 研究 及发展 趋 势．
１ 添 加 多组 元 改 性 Ｂ ＮＴ基 压 电陶 瓷
从对 Ｐ Ｔ压 电 陶瓷研究 经验看 ， 同型相界 （ Ｂ 对 压 电 陶瓷 的 电学性 能有 较 大影 响［ ］ 同样 ， Ｚ 准 ＭＰ ） ６． 通
过对 Ｂ ＮＴ基 无铅 压 电 陶瓷添 加另外 一种 或 多种体 系 ， 加体 系 的多元化 ， 求二 元或 多元 体 系的准 同 型 增 寻
相界 （ Ｂ 以获 得较好 的压 电性 能 ， ＭＰ ） 被认 为是 目前对 Ｂ ＮＴ改性最 重要 而且是最 有效 的方 法之一 ［ ． ８ ］ １ １ 二元改性 Ｂ ． ＮＴ基 无铅 压 电陶瓷体 系
现在 ， 已经成 功合成 了许 多具有 实用化 前景 的 Ｂ ＮＴ基压 电陶瓷 ， 而其 中有 些 体 系的研 究 已经 相 当成 熟 ， ： ＮＴ Ｂ Ｔｉ ３ Ｂ ， Ｎ — ｉ５ ｏ Ｔ Ｏ （ ＫＴ） 如 Ｂ ＿ ａ Ｏ （ Ｔ） Ｂ Ｔ Ｂｏ Ｋ ． ｉ ３ Ｂ ． ５ 体系 等．
BNT无铅压电陶瓷的制备己进展研究
BNT无铅压电陶瓷的制备己进展研究BNT（Bi0.5Na0.5TiO3）是一种重要的无铅压电陶瓷材料，由于其优良的压电性能和稳定的化学特性，已经成为研究领域的热点。
下面将介绍BNT无铅压电陶瓷的制备方法和近期的研究进展。
前驱体的制备方法主要有固相反应法、水热法、溶胶-凝胶法等。
固相反应法是最常用的方法之一，通过高温煅烧将BNT的原料粉末进行固相反应，生成BNT的前驱体。
水热法是一种较新的方法，通过在高温高压水溶液中反应生成BNT前驱体。
溶胶-凝胶法是一种制备纳米级粉末的方法，通过溶胶的凝胶过程得到BNT前驱体。
这些方法各有优缺点，可以根据需要选择合适的方法。
陶瓷的烧结是将前驱体烧结为致密的陶瓷体，通常在高温下进行。
烧结温度和时间会对陶瓷的性能产生重要影响。
研究表明，高烧结温度有助于提高陶瓷的相纯度和致密度，增强其压电性能。
而长时间的烧结会导致陶瓷中形成不必要的次生相，降低陶瓷的性能。
因此，需要在合适的烧结条件下进行烧结制备。
近年来，对BNT无铅压电陶瓷的研究主要集中在以下几个方面：1.影响陶瓷性能的因素：研究人员对烧结温度、时间和压力等因素进行了系统分析，得出了不同制备条件下陶瓷的最佳性能。
2.添加剂：为了改善BNT陶瓷的性能，研究人员尝试在制备过程中添加一些离子，如钛、铁、锶等。
这些添加剂可以改变材料的结构和晶格常数，进而改善其压电性能。
3.控制晶体结构：BNT无铅压电陶瓷有不同的晶体结构，包括立方相、四方相和钙钛矿相等。
研究人员通过控制制备条件，成功制备出了具有不同晶体结构的BNT陶瓷，进一步研究其压电性能。
4.其他应用领域：除了传统的压电应用，研究人员还在探索新的应用领域，如压电陶瓷的声波器件、能量采集设备等。
总的来说，BNT无铅压电陶瓷的制备方法不断发展，并取得了一系列的研究进展。
随着材料制备和性能研究的深入，BNT无铅压电陶瓷在压电应用领域有着广阔的发展前景。
制作bnt基无铅压电陶瓷研究的实验流程
制作bnt基无铅压电陶瓷研究的实验流程In order to conduct research on the production of BNT-based lead-free piezoelectric ceramics, it is important to follow a systematic experimental procedure. This involves several key steps, which are outlined below.Firstly, the starting materials need to be prepared. This includes obtaining high-purity powders of barium carbonate (BaCO3), niobium pentoxide (Nb2O5), and titanium dioxide (TiO2). These powders should be carefully weighed according to the desired stoichiometric ratio of the BNT composition.然后，将准备好的起始材料进行混合和磨碎。
使用球磨罐和高能球磨机，将这些粉末进行干法混合和球磨，以确保它们充分均匀地混合在一起。
Once the powders are mixed and ground, they need to be calcined. The mixture is transferred to a crucible or alumina boat and heated in a furnace at a specific temperature for a certain duration. This calcination step helps in removing any volatile impurities and promotingchemical reactions between the components to form the desired BNT phase.After calcination, the powder is milled again to break down any agglomerates that may have formed during heating. It is important to achieve a fine particle size distribution for optimal densification later on.Next, the milled powder is pressed into green bodies using a hydraulic press or an uniaxial die press. The pressure applied should be carefully controlled to obtain uniform density throughout the green body. Mold release agents or additives can be used to aid in easy removal of the compacted green bodies from the molds.The green bodies are then subjected to a sintering process. They are placed in a high-temperature furnace and heated to a temperature slightly below the melting point of BNT for a specific period. This allows the green bodies to densify and form a solid ceramic structure.After sintering, the ceramic samples are cooled downgradually to room temperature. They can then be characterized using various techniques such as X-ray diffraction (XRD) to determine the crystal structure, scanning electron microscopy (SEM) to examine microstructure, and dielectric measurements to assess piezoelectric properties.Based on the characterization results, adjustments can be made to the experimental parameters, such as calcination temperature or sintering duration, in order to optimize the material properties.Overall, the experimental procedure for researching BNT-based lead-free piezoelectric ceramics involves preparation of starting materials, mixing and grinding of powders, calcination, milling, pressing into green bodies, sintering, cooling, and characterization. Each step should becarefully executed to ensure high-quality ceramic samples and accurate research results.请分段回答，并在每个英文段落后面加上本段的中文翻译。
无铅压电陶瓷的研究进展
无铅压电陶瓷的研究进展罗帆材料学院材控0811班U2008xxxxx摘要：本文概述了近年来国内外无铅压电陶瓷材料的研究现状, 介绍了钛酸钡基、铋层状结构、钛酸铋钠基、碱金属铌酸盐系以及钨青铜结构无铅压电陶瓷体系的研究进展, 并对无铅压电陶瓷的发展作了展望。
关键词：无铅压电陶瓷，钛酸钡基，钛酸铋钠基，铋层状结构，碱金属铋酸盐，钨青铜结构正文：压电陶瓷是重要的高科技功能材料，它被广泛应用于通信、家电、航空、探测和计算机等领域。
但是，由于目前使用的压电陶瓷大多都是含铅的，如最常用的以Pb（Ti，Zr)O(PTZ)为基的多元系陶瓷，3其中铅基压电陶瓷中氧化铅约占原材料总量的70%左右。
PbO有毒，在烧结温度下易挥发，不仅危害人体，而且会使其化学计量式偏离其计算配方，进而使产品一致性和重复性降低, 导致陶瓷性能下降。
因此，无铅基压电陶瓷将显示其良好的环境友好性而被越来越多的研究和应用。
到目前为止，无铅压电陶瓷体系主要有五大类：①钛酸钡(BaTiO) 基无铅压电陶瓷; ②钛酸铋钠基无铅压电陶瓷; ③铋层状结3构无铅压电陶瓷; ④碱金属铌酸盐系无铅压电陶瓷; ⑤钨青铜结构无铅压电陶瓷。
由于各类材料的结构和功能各不相同，下面将分别予以介绍。
钛酸钡基无铅压电陶瓷Ba TiO（BT）是最早发现的无铅压电材料，对它的研究已相当3成熟，最初用于压电振子材料。
其居里温度较低, 工作温度范围较窄, 压电性能属于中等水平, 难以通过掺杂改性来大幅度改善其压电性能,且在室温附近存在相变, 所以其在压电方面的应用受到限制。
近年来，通过对钛酸钡的位置取代和掺杂改性，钛酸钡基无铅压电陶瓷的研究体系主要包括：(1) (1-x) BaTiO-xAB3O(A=Ba、Ca 等; B=Zr、Sn、Hf、Ce等);3(2) (1-x) BaTiO-xA′B′3O(A′=K、Na 等; B′=Nb、Ta 等) ;3(3) (1-x) BaTiO-xA0.5〞Nb3O(A〞= Ba、Ca、Sr 等)。
BNT无铅压电陶瓷体系的设计及制备工艺研究
０ 引言
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ｘ ｙ ０１ ， ＋ ＝ ． Ｙ分 别 取 ０ ２ Ｏ ４ ０ ６ ００ ，相 对 于 ｘ分 别取 ８ ． 、 ． 、． 、 ． ０ ０ ０ ８ ０１ 、． 、．２０１； ．６０１ ０１ 、．０ 原料 ： ２Ｏ （ ４ Ｎａ ３ Ｃ 工业 纯）Ｋ Ｃ （ ９ ％） 、 ２Ｏ３ ９ 、 Ｌ２Ｏ （ ｉ 工业 纯） Ｂ２ （ ９７ 、 ｉ （ ９ ． 、 Ｃ 、 ｉ ９ ． Ｏ３ ％） ＴＯ２ ９Ｏ ％） 聚乙烯醇 （Ｖ ； Ｐ Ａ） 设备 ： 电子天 平 （ Ｇ １、 Ｔ ７ ） 电热鼓 风干燥 箱 （ １２ 、 ＤＬ ０ ） 微粒球磨机 （ 一 １ 、 式电阻炉 （ｘ一２５ ｌ） 携带 式直 ｗＩ ） 箱 ｓ ． Ｏ、 一
ｒ ａｍ ｅｔ ｅ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｅ ｄ ｆｅ ｉｚ ｅ ｅ ｔ ｃＣｅ ｍ ｉｓ Ｓ ｄｕ Ｂｉｍｕ ｈ Ｔ ｔｎ ｔ — ａ ｅ ａｅ ａｓ Ｅ ｅ ｔ ｃ ｌ ｒ ｐ ｒ ｅ ； ｉｔ ｒ ｇ ｙ ｒ ｓ Ｌ ａ — ｅＰ ｅ ｏ ｌｃ ｒ ｒ ｃ ； ｏ ｉｍ ｓ ｔ ｉ ａｅｂ ｓ ｄ Ｍ ｔｒ ｌ； ｌ ｃｒ ａ Ｐ ｏ ｅ ｔ ｓ Ｓ ｅ ｉ ｒ ｉ ａ ａ ｉ ｉ ｉ ｎ ｎ
Ｎ ａ ｓ ｉＴＯ 固 溶 体 具 有 铁 ｏ Ｂ ｉ ５
．
电性 强 、 电耦 合 常 数 大 、 电常 机 介
数小等好性能 ， 它还具有 弛豫性铁 电体 的特 性， 成温度属 烧 中温烧 结， 比较容 易获得好 的陶瓷烧结体。但是单纯的 Ｂ ＮＴ 陶瓷较难实用化 。１６ １ ９ ２年， ．．ｕ ｅ ＣＦＢ ｈｒ ｅ就在 ｘ ０ ０的组成 ． ８ 范围 内研究 了（一）ＮＴｘ ＫＴ钛酸铋钾 Ｂ １ Ｂ —Ｂ （ ｘ ｉ ０） 的品格 参数与组成 的关系 。本 文对 Ｂ” Ｎ 一 ｘ ＴＯ（ ｉ（ ａ Ｌ ． ｉ， 简称 Ｂ ・ Ｎ Ｋ Ｔ 陶瓷进行 了初步研究 ， 定了该 体系的最佳制备工艺 Ｌ） 确
(完整)BNT无铅压电陶瓷的制备己进展研究
BNT 无铅压电陶瓷的制备及进展研究摘 要：随着社会可持续发展战略的实施和人们环保意识的增强,Bi 0.5Na 0。
5TiO 3基无铅压电陶瓷以其良好的电学性能和较高的的居里温度等特点成为当前铁电压电材料及其应用研究的热点之一.本文主要介绍了Bi 0.5Na 0.5TiO 3基无铅压电陶瓷的研究现状、制备工艺及其发展与实际应用。
关键词：BNT 基无铅压电陶瓷、制备工艺、研究进展、改性研究。
引 言：材料是人类生活和生产活动必需的物质基础，同人类文明密切相关.历史上，人们把材料作为人类进步的里程碑，如“石器时代"、“铜器时代”、“铁器时代"等.到20世纪60年代，人们把材料、信息、能源誉为当代文明的三大支柱;20世纪70年代又把新材料、信息技术、生物技术作为新科技革命的主要标志,现在这些技术仍然是21世纪发展的主导。
现代科学技术发展的历史表明，材料对推动科学技术的发展极其重要。
随着信息时代的到来,各种具有优异性能的新型无机材料开始受到人们的关注和重视。
20世纪80年代以来,随着高科技的兴起和发展，需要许多能满足高科技要求的新材料,其中大部分属于功能材料。
因此，材料开发的重点越来越转向功能材料。
可以说,研究功能材料的合成与制备、组成与结构、性能与使用效能之间的关系和规律,己经成为一门新的学科.压电材料是功能材料的重要组成部分，是实现机械能(包括声能)与电能之间转换的重要功能材料,其应用己遍及人类日常生活的各个方面，由于其在信息、激光、导航和生物等高技术领域占有重要的地位,因此对它的研究在无机材料研究领域中非常活跃并具有诱人的前景。
压电陶瓷是重要的机一电能量转换材料，其应用领域广泛，在国民经济中占有重要地位。
压电陶瓷主要用于声纳(军用）、医疗设备、电视、通讯、导航及自动化。
压电驱动器和超声马达构成的灵巧器件，是最近的重要发展方向。
2000年，美国Business ComunicationCO.发表了长达174页的压电材料研究发展及市场的调查报告，认为这种材料具有许多重要应用领域及发展前景,并列举出44项新应用,如灵巧SKJS 、微型机器人、光开关用驱动器、数据驱动器、地震传感器、飞行器用灵巧器、管道检测器、压电纤维等。
NBT基无铅压电陶瓷的制备与电性能研究
论文题目：NBT基无铅压电陶瓷的制备与电性能研究专业：材料学硕士生：宋瑞雪(签名)指导教师：杜慧玲(签名)摘 要压电陶瓷是一种可实现机械能与电能相互转换的功能材料。
传统的压电陶瓷在制备过程中存在着铅的挥发，不仅使陶瓷的化学计量比偏高，还会对环境造成污染。
Na1/2Ba1/2TiO3(简称NBT)具有很强的铁电性，是一种很有希望的无铅压电材料。
但纯NBT具有较高的矫顽场和电导率，极化十分困难，压电性能难于充分表现出来，通过掺杂取代可降低其矫顽场。
本论文以K+、Ba2+、Li+离子对NBT基陶瓷进行A位取代，采用固相合成法，制备出NBT基陶瓷样品，系统研究了材料的制备工艺、结构、介电性能和压电性能，分析了NBT基陶瓷的压电性能与组成、结构之间的相关性，并结合实验结果探讨了NBT基陶瓷的铁电本质及其对材料压电性能的影响。
XRD分析表明，随着K+、Ba2+、Li+离子取代量的增加，样品的晶体结构逐渐由三方相向四方相转变，在x=0.03时，材料体系存在三方、四方相共存的准同型相界。
SEM 分析表明，K+、Ba2+、Li+离子的掺入抑制了晶粒的长大，使晶粒的尺寸变小。
测试了各组成点样品的压电性能，结果表明，与PZT基含铅压电陶瓷相似，材料在准同型相界组成范围内压电性能最佳d33=150p C/N。
测试了样品的电滞回线，发现K+、Ba2+、Li+离子的掺入有效降低了NBT基陶瓷的剩余极化强度和矫顽场，样品的矫顽场降至E c=2.4kV/mm.研究了样品在不同频率下(0.1, 1, 10, 100kHz, 1MHz)，从室温到500℃的介电性能与温度的变化关系。
系列样品的介电温谱显示在所测温度范围内存在两个介电反常峰，分别对应于陶瓷材料的铁电-反铁电-顺电相变，同时发现该系列样品显示出弛豫铁电体特性，并用成分起伏理论解释了这种弛豫弥散相变。
研究了NBT基陶瓷的铁电性。
研究结果表明，NBT基陶瓷铁电性能与压电性能的变化规律存在明显的对应关系。
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化学稳定性和致密度欠佳
d33<100pC/N，活性低
烧结温度低
BNT基无铅压电陶瓷研究进展
研 究 进 展
BNT基陶瓷相变结构与弛豫特性研究
BNT基无铅压电陶瓷的改性研究
1.BNT基陶瓷相变结构与弛豫特性研究
钛酸铋钠(BNT)具有较为复杂的相变过程
争议：
弥散相变
立方顺电相-四方铁弹相变
520℃
3.添加助剂
作用---提高烧结活性，降低烧结温度，在烧结过 程中形成少量的液相促进烧结，使陶瓷气孔率减小， 增加致密度，提高陶瓷的性能
助烧剂
助 剂 改 性
离子补偿剂
常用助烧剂：B2O3，Li2CO3，CuO，BaO，稀土氧 化物La2O3，Y2O3，CeO2等及它们混合物
采用三价稀土离子Y3+、Sm3+等进行掺杂/取代改性, 因电荷、半径差异，取代效果有待较强。加入补偿 Li+、Na+、K+进行电荷补偿、半径补偿。
BNT三元系固溶体
如BNT-BKT-BT
配方、MPB设计
BNT四元系固溶体 如BNT-BKT-BT-NN
掺杂改性
2.掺杂/取代改性
• 思路：借助基PZT基陶瓷的等价掺杂和不等价掺杂（“软性掺杂”和 “硬性掺杂”）的经验。
等价取代：用Ca2+、 BNT 掺杂 改性 不等价取代
Sr2+、 Ba2+ 、Bi0.5K0.5等二价离子取代Bi0.5Na0.5使 BNT的ε ↑ 、KP ↑， d↑ ，从而提高BNT的电学性能
在准同型相界（MPB）附近铁电陶瓷的极化会相对容易和电学性能会明显改善
固 溶 改 性 研 究 重 点
引入其它相结 构铁电相、顺电 相、反铁电相等
如何适当地引入其它组元--新的BNT固溶体
多 元 固 溶 体 系
如何准确地确定固溶体的MPB所在
如何在MPB附近得到最优性能的BNT陶瓷
BNT基固溶体系研究
传统的铁电压电陶瓷以铅基压 电陶瓷为主，铅基压电陶瓷中的 PbO含量约占原料总量的70% ，在 生产、使用和废弃后的处理过程中 给人类及生态环境带来严重危害， 而无铅化处理成本高----无铅化
铁电体:具有介电性、压电效应、热释电效应、铁电效应、非线性光学和 良好声学性能等特性 应用：在信息存储记忆、压电换能、电声换能、红外探测和摄像、光调制 器、超声成像传感器及电容器、放大器、相移器等微波器件诸多领域有广 泛应用
B N T 掺 杂 改 性
1 A位取代
Ca2+、Ba2+、Sr2+等→（Bi0.5Na0.5）2+ La3+、Y3+、Sm3+等→Bi3+
2 B位取代
Zr4+、Nb5+、Zn2+、Sn4+等→Ti4+
3 AB双位共掺取代
A、B位同时进行掺杂
注意：无论是A位、B位还是AB位共掺，每一个取代位可以单一离子掺杂， 也可以是多种离子混掺！
主要体系
无铅压电陶瓷
系统化研究
钛酸钡（BT）基无铅压电陶 瓷 钛酸铋钠（BNT）基无铅压 电陶瓷 铌酸钾钠（KNN）基无铅压 电陶瓷 铋层状结构无铅压电陶瓷 钨青铜结构无铅压电陶瓷
压电性起源研究; 材料配方设计、相变研究和新相界设计; 掺杂对陶瓷性能的影响及其机制; 材料性能增强机理及其调控方法; 介电损耗机制和提高材料机械品质因素 的途径; 能满足不同器件应用的系列化材料( 类 似于PZT系列中分别适用不同器件的系列 化材料) 的研究与开发; 不同外部条件( 压力/频率/温度) 下陶 瓷材料性能的变化及其机制; 陶瓷的温度稳定性、老化特性及其机制; 针对无铅压电陶瓷材料特性和性能参数 的器件设计与制备; 针对特殊器件用无铅压电陶瓷性能的改 性研究; 陶瓷新型制备技术及工艺的稳定性和环 境协调性研究.
本科毕业论文答辩
稀土掺杂新型BNT基无铅压电陶瓷的制备及电学性能的研究
汇
报 人: 王Х Х Х （2011级材料物理） 湖北大学材料科学与工程学院
2015－5－14
目录
1
01
研究背景 实验部分-删 结果分析-删
2
3
02
03
论文总结
一、研究背景
应用
热释电体 压电体 介电体
PZT/BT/BNT
铁电体
BNT结构与性能
BNT:A位离子复合钙钛矿结构铁电体
A位
Bi3+:Na+=1:1
BNT结构和位移极化行为
高Pr=38μC/cm2 高Tc=320℃
声学性能（Np=3200Hz.m)好 机电耦合系数（Kt、K33）大
高EC=7.3KV/mm，难极化 铁电区电导率高，I漏大
BNT
（Bi、Na）烧结温度窄
220℃：铁电-反铁电相变
立方顺电相-四方超顺电相变
320℃：反铁电-BNT基无铅压电陶瓷的改性研究
1.多元固溶改性 研究居所
改 性 方 法
2.掺杂改性
3.添加助剂
4.制备工艺
1.多元固溶改性
准同型相界MPB：由于成分不同，在温度-成分相图上，随着成分的改变,相也会发生改 变，那么分离两种相的边界就称为准同型相界。
4.制备工艺
烧结气氛 1 2 烧结温度 升/降温速率
固相反应法 溶胶凝胶法 水热合成法 熔盐法 共沉淀法
保温时间 .......
制备 工艺
3
4 5 6
晶粒定向生长技术
开发新型粉体合成制备方法，改善粉体材料的活性，为制备性能优异的 BNT基无铅压电陶瓷奠定基础
软性取代：高价离子取代----矫顽场强EC ↓，电滞
回线为矩形（瘦高） ε↑， KP ↑， tgδ↑， Qm ↓ ,
抗老化性↑， ρV↑
硬性取代:低价离子取代---- Ec ↑ 、 ε↓、 KP ↓、 tg δ↓
、 Qm ↑ 、抗老化性↓ 、 ρv ↓
按掺杂离子占据位置来分类讨论
Li+、K+、Ag+等→Na+
B N T 二 元 固 溶 体 系
BNT-ATiO3(A代表Ba、Sr、Ca、Bi0.5K0.5等) BNT-ANbO3(A代表Na、K、Li) 二元系中BNT-BT、BNTBKT因其性能优异，广泛深 入研究
BNT-Ba(ZrTi)O3(简称BNT-BZT)
BNT-BiAO3(A代表Fe、Mn、Sc等)