BiYbO3 固溶极限对 BSPT 压电陶瓷结构和电学性能的影响
BiFeO3-BaTiO3基高温无铅压电陶瓷制备及掺
BiFeO3-BaTiO3基高温无铅压电陶瓷制备及掺近年来，压电陶瓷作为一种重要的功能材料，广泛应用于声波滤波器、振荡器、传感器、声学驱动器、换能器等领域。
然而，传统的压电陶瓷材料通常含有含铅化合物，这种有害元素的使用限制了它们在环保和能源领域的应用。
因此，发展高性能的无铅压电陶瓷是目前的研究重点。
BiFeO3-BaTiO3固溶体是一种潜在的无铅高温压电陶瓷材料。
BiFeO3具有较高的压电性能和磁电耦合效应，BaTiO3具有较高的压电系数和介电常数，二者的复合可以使材料在压电性能和介电性能方面达到理想的平衡。
因此，研究BiFeO3-BaTiO3固溶体的制备和性能是当前无铅压电陶瓷研究的热点之一。
本文以BiFeO3-BaTiO3固溶体为研究对象，探究了其制备方法和掺杂对其性能的影响。
一、制备方法本研究采用固相反应法制备BiFeO3-BaTiO3固溶体陶瓷。
具体步骤如下：1.按照所需成分比例混合Bi2O3、Fe2O3、BaCO3、TiO2粉末，并进行混合研磨。
2.将混合后的粉末进行高温烧结。
采用两步烧结方法，首先进行预烧，将烧结温度升至800℃持温2h，然后再将温度升至1200℃持温4h。
最后用水冷却至室温，取出烧结坯并进行打磨。
3.将打磨后的陶瓷坯料进行烧结。
温度升至1250℃持温4h，最后用水冷却至室温，得到BiFeO3-BaTiO3固溶体陶瓷。
二、掺杂对性能的影响为了改善BiFeO3-BaTiO3固溶体的性能，采用掺杂方法对其进行改良。
本研究掺杂了Nb2O5、MnO2、ZrO2、La2O3四种元素，并考察了其对材料压电性能和烧结性能的影响。
实验结果表明，掺杂元素的种类和含量对BiFeO3-BaTiO3固溶体的性能有较大影响。
掺杂Nb2O5和MnO2可以有效提高材料的压电系数和烧结密度，其掺杂量为1%时，材料的压电系数约为205 pC/N，烧结密度约为97%。
而掺杂ZrO2和La2O3对材料压电性能的影响不明显，但可以有效提高烧结密度，掺杂量为1%时，材料的烧结密度约为98%。
烧结温度对BNBT压电陶瓷性能影响
烧结温度对压电性能的影响
100 90 98 92
80 70 60 56 50 48 40 1140 1150 1160 1170 1180 1190 为先增大后减小。 为先增大后减小。之 所以会出现1 所以会出现 160℃ ℃ 和1 170℃温度下的 ℃ 压电常数比1 压电常数比 140℃ ℃ 的低
烧结温度对体积密度的影响
6.4 6.2 6.13
6.12
6.14 5.94
体积密度/g · cm-3
6.0 5.93 5.8 5.6 5.4 5.33 5.2 1140 1150 1160 1170 1180 1190
从图中可以看出体 积密度大致变化趋 势是先增大后减小
1200
温度/℃
体积密度随烧结温度变化关系
实验思路
1 原料：Bi2O3、TiO2、Na2CO3、BaCO3、 原料： CeO2（其纯度均大于 其纯度均大于99%）。 ）。
2 本次实验是采用固相烧结方法制备掺杂 本次实验是采用固相烧结方法制备掺杂CeO2的 BNBT陶瓷试片，烧结气氛为空气。 陶瓷试片， 陶瓷试片 烧结气氛为空气。
3 温度制度设定：预烧 温度制度设定：预烧960 ℃ ，保温 。烧 保温2h。 结温度设置为： 结温度设置为：1140 ℃ 、1160 ℃、 1170 ℃ 、1180 ℃ 、1190℃、1200 ℃，保温时 ℃ 间：2h。 。
压电常数 压电常数/pC· N-1
温度/℃
压电常数随温度变化关系
结 论
通过实验得出以下结论： 通过实验得出以下结论：
1 在1 190℃时达到最大值：ρ=6.14g/cm3 ℃时达到最大值：
2 在1 190℃处取得最大值： r=1 583 ℃处取得最大值：
锆钛酸铅系压电陶瓷原理
锆钛酸铅系压电陶瓷原理
锆钛酸铅（PZT）是一种重要的压电陶瓷材料，具有优异的压电性能。
其压电效应是指在施加机械应力或电场时，材料会产生形变或电荷分布的现象。
锆钛酸铅压电陶瓷的压电效应基于其晶体结构的特殊性质。
它是一种具有钙钛矿晶体结构的陶瓷材料，由锆、钛、铅的离子组成，化学式为Pb(Zr,Ti)O3。
在晶体结构中，Pb2+离子被锆离子和钛离子所包围，形成一个基本单元。
在施加机械应力或电场时，原子会发生位移或电荷重分布，进而引起整体的形变或电荷分布。
具体地说，当施加机械应力时，锆钛酸铅压电陶瓷会发生压电效应。
应力的作用导致晶体中离子位置发生微小改变，使得正负电荷的分布不再对称，从而产生极化现象。
这种极化使材料具有了压电性能，即在施加机械应力时产生电场。
相反地，当施加电场时，锆钛酸铅压电陶瓷会发生压电效应。
电场的作用会引起晶体中离子位置的微小改变，使得形变发生，从而产生压电效应。
锆钛酸铅压电陶瓷的压电性能使其在声学、机械、电子等领域具有重要应用，如压电换能器、压电驱动器、压电传感器等。
钛酸铋钠-钛酸钡陶瓷的铁电压电性能研究
1引言微机电执行器因可以将电能转变为机械能而被广泛应用于工业生产中。
在该领域，压电陶瓷具有频率范围宽、精度高、响应时间快和器件体积小等优点，近年来受到广泛关注[1-3]。
其中，铅基压电陶瓷Pb(Zr，Ti)O3(PZT)因其优异的性能得到了广泛的应用。
然而，铅基陶瓷具有高毒性而给环境带来了严重的污染，此外，这类器件因为受温度的影响较大而在使用过程中对环境条件要求比较苛刻。
这促使人们投入更多关注去寻找具有大应变又具有良好温度稳定性的无铅陶瓷。
在这些无铅陶瓷中，Bi0.5Na0.5TiO3(BNT)具有室温铁电性强、压电性能好等优点，是目前最有前途的无铅陶瓷材料之一。
但由于BNT大的矫顽场和低击穿场强，纯BNT 比较难以极化，且BNT的应变值太低，还不能满足实际应用。
为了提高BNT基陶瓷的性能，一般采用在BNT的基础上掺杂其它元素或ABO3型钙钛矿化合物构建多元陶瓷体系，如BaTiO3[3]，(Bi0.5K0.5)TiO3[4]，Na0.5K0.5NbO3[5]和SrTiO3[6]等。
其中，BNT与BaTiO3 (BT)的固溶体具有良好的压电性能，且适当的掺杂得到压电性能与PZT相当。
BNT本身具有三方的相结构特征，而引入的BaTiO3具有四方相结构，因此，通过适量的掺杂可以获得准同型相界并得到优异的电学性能。
本文通过在BNT铁电陶瓷中掺杂BaTiO3，制备出新型(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3(简称BNBT)无铅铁电陶瓷，并详细分析了材料的表面微观结构、铁电特性以及温度对铁电性能的影响规律。
2实验将分析纯的Bi2O3(99.9%),Na2CO3(99.5%),BaCO3 (99.9%)和TiO2(98%)粉末按化学计量比称重，通过固溶反应技术合成了(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3(简称BNBT)陶瓷。
在1130°C的空气气氛下烧结2小时。
为了减少烧结过程中钠和铋的挥发，烧结中采用粉末埋烧的方法。
《BiFeO3基固溶体薄膜的铁电光伏效应及调控机理》范文
《BiFeO3基固溶体薄膜的铁电光伏效应及调控机理》篇一一、引言近年来，铁电材料由于其独特的物理性质和广泛的应用前景，已成为材料科学研究的热点之一。
其中，BiFeO3（BFO）基固溶体薄膜因其具有优异的铁电、压电和磁学性能，被广泛应用于多铁性材料、传感器、太阳能电池等领域。
铁电光伏效应是BFO基固溶体薄膜的重要物理特性之一，对其性能的深入研究和调控对于提高器件性能具有重要意义。
本文将就BiFeO3基固溶体薄膜的铁电光伏效应及调控机理进行详细探讨。
二、BiFeO3基固溶体薄膜的铁电光伏效应BiFeO3基固溶体薄膜具有优异的铁电性能，其铁电光伏效应主要源于薄膜内部的自发极化。
在施加电场或光照等外界刺激时，薄膜内部电荷分布发生变化，导致光生载流子的分离和迁移，从而产生光电流。
这种光电流的产生与薄膜的铁电性能密切相关，具有较高的光电转换效率和稳定性。
三、BiFeO3基固溶体薄膜的铁电光伏效应调控机理BiFeO3基固溶体薄膜的铁电光伏效应可以通过多种方式进行调控。
首先，通过改变薄膜的组分和结构，可以调整其铁电性能和光学性质，从而影响铁电光伏效应。
例如，引入其他元素形成固溶体，可以改变BFO的晶体结构，进而影响其铁电性能。
此外，通过改变薄膜的厚度、表面粗糙度等参数，也可以对其铁电光伏效应进行调控。
另一方面，外部刺激如电场、光照、温度等也可以对BFO基固溶体薄膜的铁电光伏效应进行调控。
例如，通过施加外部电场可以改变薄膜内部的极化状态，从而影响光生载流子的分离和迁移。
此外，光照强度和波长的变化也会影响光生载流子的产生和分布，进而影响铁电光伏效应。
四、BiFeO3基固溶体薄膜的制备与表征制备BFO基固溶体薄膜的关键在于控制薄膜的组分、结构和性能。
目前，常用的制备方法包括溶胶-凝胶法、脉冲激光沉积法、化学气相沉积法等。
在制备过程中，需要严格控制实验条件，如温度、压力、气氛等，以保证薄膜的质量和性能。
制备完成后，需要对薄膜进行表征，包括结构表征、电学性能测试、光学性能测试等，以评估其铁电光伏效应及性能。
掺杂Y^3＋对BiFeO3陶瓷电学性能的影响
掺杂Y^3＋对BiFeO3陶瓷电学性能的影响冯保林;薛昊;熊兆贤【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2007(38)A02【摘要】BiFeO3是少数在室温下同时具有铁电性和磁性的材料之一，实验添加Y^3＋制备Bi1-xYxFeO3（x=0．05，0．1，0．15，0.2）陶瓷，研究了样品的相结构、微现形貌及电学性能。
实验结果表明：所制备的陶瓷样品为斜方六面体结构；随Y^3＋添加量的增加，样品电容率增大，介电损耗先减小后增大；样品的剩余极化值Pr从0．132增大到0．160μC/cm^2。
【总页数】3页(P855-857)【关键词】掺杂Y2O3;电学性能;磁电效应【作者】冯保林;薛昊;熊兆贤【作者单位】厦门大学材料科学与工程系,福建厦门361005【正文语种】中文【中图分类】TN304【相关文献】1.掺杂Y3＋对BiFeO3陶瓷电学性能的影响 [J], 冯保林;薛昊;熊兆贤2.BiFeO3掺杂0.94Bi0.5Na0.5TiO3-0.06BaTiO3压电陶瓷的相结构及电学性能[J], 李波;王一平;杨颖;陈静3.Sb^(3+)掺杂Li_(0.02)(Na_(0.53)K_(0.48))_(0.98)Nb_(0.8)Ta_(0.2)O_3无铅压电陶瓷的电学性能 [J], 李慧;孙彩霞;陈贺;王博;张洋洋4.离子对(Nb^(5+)-Cr^(3+))掺杂对0.93Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3)-0.07BaTiO_(3)陶瓷微观结构和电学性能的影响 [J], 陈培;周昌荣5.Pr^3+掺杂对CaBi8Ti7O27陶瓷电学和光学性能的影响 [J], 龙梅;江向平;樊刚;刘芳;苏春阳;苏雷因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
氧化硼对微波介质陶瓷的烧结性能和微波介电性能的影响
氧化硼(B2O3)对微波介质陶瓷LiNb0.6Ti0.5O3的烧结性能和微波介电性能的影响摘要添加B2O3对微波介质陶瓷LiNb0.6Ti0.5O3的烧结性能显微结构和微波介电性能研究表明，当添加B2O3的含量小于等于2wt%时能很大程度上提高LiNb0.6Ti0.5O3陶瓷的体积密度和改善介电性能，由于添加B2O3能产生液相，陶瓷能烧结到一个理论密度的95%甚至于在880℃，且在烧结好的LiNb0.6Ti0.5O3陶瓷中，没有第二相存在，添加B2O3的陶瓷的微波介电性能没有明显的恶化，当B2O3添加量为1wt%时，烧结的LiNb0.6Ti0.5O3陶瓷具有良好的微波介电性能εr =70，Qf＝5400GHz，τf=-6.39ppm/℃。
它表明LiNb0.6Ti0.5O3陶瓷能够应用于低温共烧。
关键词：介电性能，微波介电常数，烧结，B2O3，LiNb0.6Ti0.5O3１．前言近来，以微波应用为代表的雷达及通讯技术的发展十分迅猛，尤其是在信息化浪潮席卷全球的今天，移动通讯如车载电话、个人便携式移动电话、卫星直播电视等正在迅猛增长，而且移动通信设备和便携式终端正趋向小型、轻量、薄型、高频、低功耗、多功能、高性能发展。
为满足手提移动电话等通讯整机的轻量、小型化的要求，微波介质频率元件也急需实现小型化和轻量化。
实现微波器件小型化的途径主要有两个：探索高介电常数微波介质材料和微波器件的多层结构设计。
在多层器件设计中，为了降低成本，一般采用高电导的Cu 和Ag作电极，而Cu 和Ag 电极的烧结温度较低，分别为1064℃和961℃。
所以必须探索实现微波介质陶瓷的低温烧结。
通常，有三种降低材料烧结温度的方法： (1) 加入低熔点玻璃或氧化物作为烧结助剂。
(2) 采用化学工艺合成工艺。
(3)降低原料粉的粒度，提高粉料的烧结活性。
目前普遍采用的方法是选择低熔点玻璃或氧化物作为烧结助剂，通过液相烧结，促使陶瓷致密化。
烧结温度对钛酸钡陶瓷铁电性能的影响
烧结温度对钛酸钡陶瓷铁电性能的影响官钰洁【摘要】采用传统固相反应方法在系列烧结温度下烧结制备了钛酸钡陶瓷,并对陶瓷样品的晶体结构、微观形貌和铁电性能进行了测试和分析.结果表明,钛酸钡陶瓷在1250~1350 ℃均可烧结,且无杂相.且随着烧结温度的升高,钛酸钡陶瓷样品的晶格常数和晶胞体积逐渐增大,剩余极化强度逐渐增大,矫顽场先减少而后增大.%The barium titanate ceramics were fabricated by conventional solid state reaction method and sintered at different temperatures.X-ray diffraction,scanning electron microscopy and radiant multiferroics test system were used to investi-gate the crystal structure,surface morphology and ferroelectric properties.The results show that all the samples sintering at the temperature range from 1 250 ℃ to 1 350 ℃ have a purity phase.Further detailed analysis found that the lattice pa-rameters and the cell volume of the samples have been significantly enlarged with the rise of sintering temperature.The fer-roelec tricproperty analysis results show thatas the sintering temperature increases,the coercive field of barium titanate ce-ramics first decreases and then increases,while the remnant polarization increases.【期刊名称】《陶瓷》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】5页(P24-28)【关键词】钛酸钡陶瓷;烧结温度;铁电性能【作者】官钰洁【作者单位】佛山欧神诺陶瓷有限公司广东佛山 528138【正文语种】中文【中图分类】TQ174.75前言钛酸钡(BaTiO3)及钛酸钡基陶瓷材料是常见的铁电压电陶瓷，自1942年发现其具有良好铁电性能以来，钛酸钡的研究历史已经超过了半个世纪。
Bi_(2)(SnO_(3))3掺杂(Ba,Sr)TiO_(3)介电陶瓷介电性能的研究
Bi_(2)(SnO_(3))3掺杂(Ba,Sr)TiO_(3)介电陶瓷介电性能的研究陈映义;陈磊;彭道华;陈甲天;陈应和;黄新友;牛继恩【期刊名称】《中国陶瓷》【年(卷),期】2024(60)6【摘要】通过传统固相法制备Bi_(2)(SnO_(3))_(3)(BSO)掺杂(Ba_(0.79)Sr_(0.21))TiO_(3)((Ba,Sr)TiO_(3),BST)陶瓷。
采用XRD、SEM等研究了Bi_(2)(SnO_(3))_(3)(BSO)掺杂对BST陶瓷的物相和微观结构及介电的性能影响。
实验结果表明:随着BSO掺杂量增加,BST基介电陶瓷的介电常数开始增大而后减小然后再增大随后再减小,陶瓷的介质损耗首先增大然后减小。
当掺杂BSO的量是2 wt%的时候,BST基介电陶瓷具有较好的介电性能:介电常数是5430;介质损耗是0.0145,电容温度变化率是+20.64%,-45.58%。
BSO掺杂的BST基介电陶瓷仍为钙钛矿结构。
BSO的掺杂起到移峰和压峰的作用。
【总页数】6页(P49-54)【作者】陈映义;陈磊;彭道华;陈甲天;陈应和;黄新友;牛继恩【作者单位】福建瑞升电子科技有限公司;江苏大学材料科学与工程学院【正文语种】中文【中图分类】TQ174.1【相关文献】1.钴钇掺杂(Ba,Sr)TiO3基介电陶瓷的制备与性能研究2.Zn-Bi共掺杂Ba_(0.2)Sr_(0.8)TiO_3陶瓷结构及介电性能的研究3.脉冲电流烧结掺杂Ba0.5Sr0.5TiO3陶瓷介电性能的研究4.溶胶凝胶法制备Zn-Si-B-O掺杂钛酸锶钡(Ba_(0.60)Sr_(0.40)TiO_3)玻璃陶瓷的制备及其介电性能研究(英文)5.Sr、Nb掺杂(Bi_(0.5)Na_(0.5))0.94 Ba_(0.06)TiO_(3)陶瓷的介电性能研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
烧结温度对NBTBT无铅压电陶瓷结构与电性能的影响
的衍射峰，与其标准卡片对比后表明：预烧后已合
成 NBTBT 单 相 ， 且 为 四 方 相 （a=0.395 653 7nm,
c=0.395 548 4nm）。 同时，还可看出：从室温升温到
Key words:lead-free piezoelectric ceramics; sintering; piezoelectric properties
目前应用最广泛、 最成熟的压电陶瓷是以钙钛 矿型的锆钛酸铅（PbZrxTi1-xO3，简写为 PZT）为基的含 铅陶瓷材料 。 [1-2] 但是 PZT 材料是含铅材料，其中氧 化铅(或四氧化三铅)约占原料总质量的 70%左右。铅 有毒，且高温下易挥发，因此含铅压电、铁电陶瓷在 制备、 使用及废弃后处理过程中都会给环境和人类 带来损害。 近年来，随着人类社会可持续发展战略的 实施和公众环境保护意识的增强， 新型环境友好型 压电陶瓷已成为高技术新材料的研发热点。
2010 年 7 月 第 25 卷 第 4 期
[化学与材料科学研究]
咸阳师范学院学报 Journal of Xianyang Normal University
Jul.2010 Vol.25 No.4
烧结温度对 NBTBT 无铅压电陶瓷 结构与电性能的影响
姚永红 1, 2，王建武 1
（1. 陕西工业职业技术学院 材料工程系，陕西 咸阳 712000；2. 西北工业大学 材料学院，陕西 西安 710072）
第4期
姚永红，等：烧结温度对 NBTBT 无铅压电陶瓷结构与电性能的影响
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体，其居里温度为 120℃，室 温 下 为 四 方 相 ，与 NBT 能在整个组成范围内形成固溶体。 NBT 基陶瓷也具 有一个三方到四方相的准同型相界（MPB）。 研究表 明[3]，在 该 相 界 处 （x=0.06~0.08）NBTBT 具 有 较 强 的 压电性能：d33=125 pC/ N ,εr =580。其电性能与烧结温 度关系密切。