无铅压电陶瓷的制备与性质
(1-x)Na0.5K0.5NbO3-xBiNiO3无铅压电陶瓷的制备与性能
（ 一 ） ０ － Ｏ３ｘ ｉ Ｏ３ 铅 压 电 陶 瓷 的 １ Ｎａ． ５ ５ Ｋｏ Ｎｂ － Ｂ Ｎｉ 无 制 备 与 性 能
刘 超 英 ， 心 宇 。 刘 ，江 民红
（ ．桂 林 电 子科 技 大学 广 西 信 息 材 料 重 点 实 验 室 ， 西 桂 林 ５ １０ ； ．中南 大 学 材料 科 学 与 工 程学 院 ， 南 长 沙 ４ ０８ ） １ 广 ４０４２ 湖 １ ０ ３
ｏ ｔ ｚｄ ａｏ ｎ ｐ ｉ ｅ ｒ ｕ ｄ Ｔ一 ０ ０ ８ ｗｉ ｈ ｉｚ ｅ ｅ ｔｉ ｃ ｎ ｔ ｎ ３ ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｅ ｔ ｏ ｃ ａ ｉａ ｃ ｕ ｌ ｇ ｆ ｃ ｏ 。ｏ ｈ ｍｉ ． ０ ｔ ｔ ｅ ｐ ｅ ｏ ｌ ｃ ｒ ｏ ｓ ａ ｔ ｄ ３ ｎ ｈ ｌ ｃ ｒ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｏ ｐ ｉ ａ ｔ ｒ ｋ ｆ ｔ ｅ ｈ ｃ ｎ
ｔｔａ ｏ ａ ｗ ｓｌｃ ｔｄａ ｎ ｔｅｒ ｎ ｅｏ ． ０ ｅｒｇ ｎ ｌ＂ａ ｏ ａｅ ｔｉ ｈ ａ ｇ ｆ０ ０ ６≤ ≤ ０ ０ ８ Ｃ ｎ ｅ ｕ ｎ ｌ ｈ ｉ ｉｚ ｅｅ ｔｉ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓｗｅ ｅ ． ０ ． ｏ ｓｑ ｅ ｔ ｙ，ｔ ｅｍａｎ ｐｅｏ ｌｃｒｃ ａ ａ ｔｒ ｒ
第３卷第５ ２ 期
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Ｖｏ１ ３ ． ２ Ｎｏ． ５
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Ｐ Ｅ ＯＥＬＥ ＩＺ ＣＴＲＩ ＣＳ ＆ ＡＣＯＵＳ ＴＯＯＰ ＣＳ ＴＩ ＂
文 章 编 号 ： ０ ４２ ７ （ ０ ０ ０ ８ ３０ １ ０ — ４ ４ ２ １ ） ５０ ６ ４
一０ ０ ８左 右 获 得 优 化 ， 压 电 常 数 ｄ。 机 电 耦 合 系 数 。 达 到 极 大 值 （ 别 为 １ ５ｐ ／ 和 ４ ） 机 械 品 质 ．０ 其 。和 均 分 ３ Ｃ Ｎ ４ ，
无铅压电陶瓷纳米粉体的制备及其陶瓷性能研究进展
无铅压电陶瓷纳米粉体的制备及其陶瓷性能研究进展3于 颖1,胡建强1,陈志武2(1 华南理工大学化学与化工学院化学系,广州510640;2 华南理工大学材料科学与工程学院,广州510640)摘要 随着经济的发展和人们环保意识的增强,无铅压电陶瓷的研究和开发越来越引起人们的重视。
但此类材料的压电性能相对于铅基压电陶瓷来说还存在较大差距,严重制约着它的实际应用。
纳米技术的出现和发展为无铅压电陶瓷性能全面达到或超过铅基压电陶瓷提供了很好的机遇和平台。
综述了近年来无铅压电陶瓷纳米粉体的合成方法,比较了纳米粉体和普通原料制备的无铅压电陶瓷的性能,展望了无铅压电陶瓷未来的发展和应用前景。
通过调控反应参数,得到不同尺寸和形状的纳米粉体,实现无铅压电陶瓷纳米粉体的尺寸和形状均匀且可控,无铅压电陶瓷的性能必将大幅度地提高。
关键词 无铅 压电陶瓷 纳米粉体 制备Progress in N ano 2powder F abrication and Property Study ofLead 2free Piezoelectric CeramicsYU Y ing 1,HU Jianqiang 1,C H EN Zhiwu 2(1 Key Lab of Enhanced Heat Transfer and Energy Conservation ,Ministry of Education ,Department of Chemistry ,College of Chemistry and Chemical Engineering ,South China University of Technology ,Guangzhou 510640;2 College of Materials Scienceand Engineering ,South China University of Technology ,Guangzhou 510640)Abstract Lead 2f ree piezoelectric ceramics (L FPC )have attracted an increasing attention along with the eco 2nomic development and human environmental consciousness improvement.But ,compared with properties of lead piezo 2electric ceramics (L PC ),poor properties of L FPC restrict its applications seriously.Nevertheless ,the appearance and development of nanotechnology offer a good platform to make properties of L FPC reach and even exceed those of L PC.In this paper ,the recent progress in nano 2powder fabrication of L FPC is reviewed.The properties between L FPC based on nano 2powders and L FPC based on ordinary raw material are compared.Finally ,the f uture prospect on the de 2velopment and applications of L FPC based on nano 2powders is proposed.The uniform nano 2powders with controllable sizes and shapes can be acquired by varying reaction parameters ,using which the performance of L FPC will be en 2hanced greatly.K ey w ords lead 2free ,piezoelectric ceramics ,nano 2powders ,fabrication 3广东省自然科学基金面上项目(07006555);华南理工大学“百人计划”启动基金项目 于颖:女,1984年生,硕士研究生 E 2mail :ying.yb @ 胡建强:通讯联系人,男,副教授,主要从事纳米材料研究Tel :020********* E 2mail :jqhusc @0 引言压电陶瓷因具有机电耦合系数高、价格便宜、成型定型容易、能批量生产,而且能实现机械能与电能之间的相互转换等优点,已被广泛地应用于制作传感器、超声换能器、驱动器、压电变压器、滤波器、换能器、压电蜂鸣器等电子和微电子器件。
无铅压电陶瓷的制备与性质
料， 在材料加工过程 、 储运 、 元件制造 、 使用及其废弃
收稿 日期 ： ０ ７０ ．５ ２ ０ ． ３０ 基 金项 目： 广东省 自然科学 基金 重点项 目（２ ９ １ ００ ５ ）
物处理过程 中， 都容易对环境和人类造成严重危害．
因此 ， 究 和开 发压 电 、 电陶 瓷等无 铅 电子 陶瓷 材 研 铁 料 是近 年来 研究 与 开发 的重 要方 向和热点 课题 ．
目前 研 究 的无 铅 压 电 陶 瓷 主 要 包 括 钛 酸 钡
作者简 介 ： 庄志强 （９ ５ ） 男 ， １４ ． ， 教授 ， 博士 生导师 ， 主要 从 事信息功能材料 与电子元器件 的研究 ． ． ａｌ ｓ ｕｎ ＠ Ｅ ｍ ｉ ｚ ａｇ ：ｔ ｈ
ｓｕ ． ｄ ． ｎ ｃ ｔｅ ｕ ｃ
（ Ｔ） Ｂ 基无 铅 压 电陶 瓷 、 层 状 结 构 无 铅 压 电 陶瓷 、 铋
形． 中还讨论 了 Ｔ 文 ａ组分对材料介 电常数 温度特性、 电性质 的影响． ＝ ７ 时， 压 当 １％ Ｌ Ｋ Ｔ陶瓷 的压 电常 数、 面机 电耦 合 系数 和 介 电常 数 分 别 为 ２ ５ｐ ／ 、 ．９和 ＮＮ 平 ３ Ｃ Ｎ ０４
１ ９ ． ． 陶瓷材 料 已经 达到 工 业应 用的要 求 ， ２３５ 该 目前 已被 尝试应 用 于制造 压 电蜂 鸣 器．
Ｖｏ１３ Ｎｏ．１ ．５ ０
（ ａ ｒ Ｓｉｎ ｅＥ ｉｏ ） Ｎ ｍ ￣ ｃ ｃ ｄｔ ｎ ｅ ｉ
Ｏｃｏ ｅ ２ ０ ｔｂ ｒ ０ ７
文章编号 ：１０ －６ Ｘ（０ ７ １－ １５０ ０ ０５ ５ ２ ０ ）０ ０ ０ ・６
无铅 压 电陶瓷 的制 备与性质 术
庄志 强 黄 浩源 王 歆 魏 群 莫卿具
铌酸钾钠基无铅压电织构陶瓷的制备及电性能的研究
ＫＮＮ—ＢＴ织构陶瓷的制备与表征……………………………………．７４
４．３．２织构陶瓷的生长机制的研究…………………………………………．７８
４．３．３
ＫＮＮ—ＢＴ织构陶瓷的电学性能………………………………………．８０
４．４本章小结……………………………………………………………………一８３ 第五章棒状铌酸盐模板制备ＫＮＮ织构陶瓷………………………………………８７ ５．１引言…………………………………………………………………………．．８７ ５．２实验的制备…………………………………………………………………．．８７ ５．３实验结果及讨论……………………………………………………………一８７ ５．３．１热处理条件对ＫＮＮ织构陶瓷形成的影响…………………………．８７ ５．３．２棒状模板浓度对ＫＮＮ织构陶瓷的影响……………………………．８９ ５．３．３不同种类模板对ＫＮＮ陶瓷取向度的影响…………………………．９３
ＶＩＩ
插图清单
图１．１多晶型相变与准同型相变的区别‘５ ７１………………………………………４ 图１．２ ＴＧＧ与ＲＴＧＧ技术的区别……………………………………………………．８ 图１．３ ＴＧＧ技术制备织构陶瓷的ＳＥＭ照片：
（Ａ）ＳｒＢｉ４Ｙｉ４０１５【１２０１， （Ｂ）
０．９４５ＮＢＴ．．０．０５５ＢＴ［３１１．．．．．．．．．．．…．．…．．．．…．．．…．．…．．…．．．．．．．．…．…．．．．．．…．…．．．…．．．．．．．．…．．…．．…．．．．９
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图２．１２熔盐法制备Ｂ６Ｔ１７在１１５０ ｏＣ，不同保温时间的ＳＥＭ照片（ａ）１ ｈ，（ｂ）
K0.5Na0.5NbO3基无铅压电陶瓷的制备与改性研究的开题报告
K0.5Na0.5NbO3基无铅压电陶瓷的制备与改性研究的开题报告摘要：本文将主要研究K0.5Na0.5NbO3（KNN）基无铅压电陶瓷的制备与改性，通过控制制备工艺与添加掺杂元素等方法，使其具有更优异的压电性能和稳定性，以满足新型节能陶瓷材料的需求。
具体而言，本文将致力于解决KNN基压电陶瓷在高温、高湿、高应力等严苛环境下的稳定性问题，以及提高其压电性能和耐磨性等。
关键词：KNN基无铅压电陶瓷、制备、改性、稳定性、压电性能、耐磨性一、研究背景随着工业、科学技术的不断发展，节能减排和环境保护成为全球性的问题。
在这个大背景下，无铅压电陶瓷作为一种新型节能材料逐渐受到人们的关注。
K0.5Na0.5NbO3（KNN）基无铅压电陶瓷以其优异的压电性能和良好的生态环境特性而备受瞩目，成为新型节能陶瓷材料的重要研究方向之一。
然而，KNN基压电陶瓷材料在应用时面临着一些严峻的问题。
首先，KNN基压电陶瓷的高温、高湿、高应力等极限条件下的稳定性较差，容易发生电学性能的变化或衰减。
其次，KNN基压电陶瓷的压电系数较低，需要通过掺杂、控温等方法来提高其压电性能。
此外，KNN基压电陶瓷的耐磨性亦需要进一步提高，以满足其在高速运动或高磨损环境下的应用需求。
二、研究内容本文将致力于解决KNN基无铅压电陶瓷在高温、高湿、高应力等严苛环境下的稳定性问题，以及提高其压电性能和耐磨性等。
具体而言，本文的研究内容包括以下几个方面：1. KNN基压电陶瓷的制备工艺研究。
通过控制制备温度、时间、压力等参数来制备高品质的KNN基压电陶瓷材料，为下一步的改性研究提供基础。
2. 掺杂元素引入对KNN基压电陶瓷压电性能的影响研究。
以Fe、Cu、Mn、Li等元素为掺杂元素，研究它们对KNN基压电陶瓷压电性能的影响，寻求最优掺杂方案，以提高材料的压电性能。
3. KNN基压电陶瓷的稳定性提高研究。
通过控制制备工艺、添加助剂等方法，提高KNN基压电陶瓷材料的稳定性，降低电学性能的变化或衰减。
bnt基无铅压电陶瓷的制备及表征实验流程
bnt基无铅压电陶瓷的制备及表征实验流程1.首先准备所需的原料和化学试剂。
First, prepare the required raw materials and chemical reagents.2.将原料按照一定的比例加入到混合容器中。
Add the raw materials to the mixing container in a certain proportion.3.在混合容器中加入适量的溶剂，并进行均匀混合。
Add an appropriate amount of solvent to the mixing container and mix evenly.4.将混合后的溶液进行搅拌和均匀化处理。
Stir and homogenize the mixed solution.5.将处理后的溶液倒入模具中，进行成型。
Pour the treated solution into the mold for molding.6.将成型后的样品进行初步烧结处理。
The molded sample is subjected to preliminary sintering.7.进行X射线衍射分析，确定样品的结晶结构。
Perform X-ray diffraction analysis to determine the crystalline structure of the sample.8.利用扫描电镜观察样品的形貌和微观结构。
Observe the morphology and microstructure of the sample using a scanning electron microscope.9.进行热重分析，了解样品的热稳定性。
Conduct thermal analysis to understand the thermal stability of the sample.10.测量样品的压电性能和电学性能。
无铅压电陶瓷
无铅压电陶瓷摘要：锆钛酸铅系(简写PZT)含铅陶瓷是目前广泛使用的高性能压电陶瓷，然而其对人类和自然会造成长期危害。
本文综述了替换材料无铅压电陶瓷的研究进展，包括锆钛酸钡（BZT）基、钛酸铋钠（BNT）基、铌酸钾钠(KNN）基、铋层状结构和钨青铜结构五类无铅压电陶瓷的性能，并分析制备方法和掺杂改性对无铅压电陶瓷的性能的影响，为改进工艺提高压电性能提供理论依据.关键词：无铅压电陶瓷；压电性能；锆钛酸钡；钛酸铋钠；铌酸钾钠；铋层状结构;钨青铜结构Abstract：Leaded ceramic is widely used because of its high-performance piezoelectric so far. However，it can cause long—term hazards to human and natural。
The research development of lead—free piezoelectric ceramics is briefly introduced,and the performance of BZT，BNT, KNN, and bismuth layered lead-free piezoelectricceramics are mainly introduced，and the effects of different modification methods on piezoelectric performance on them are analyzed。
It will provide theoretical supports toimprove the piezoelectric properties.Keywords:lead—free piezoelectric ceramic; piezoelectric performance; BaTiO3; Bi0。
铌酸盐无铅压电陶瓷
老师、同学们:大家晚上好！今天我要给大家介绍的是铌酸盐无铅压电陶瓷的制备与性能研究，我将从项目简介、发展趋势、研究内容和目标、技术路线、实验可行性等五个方面介绍。
现阶段,压电陶瓷是一类重要的高新技术新材料,由于能实现机械能和电能的相互转化，在信息、传感、探测、执行和滤波等诸多领域有着广泛的应用。
铌酸钾钠(简称KNN) 基无铅压电陶瓷以其极好的铁电性能(Pr=33μC/cm2)、较高的居里温度(420℃)和无铅化，受到国内外很多学者的关注与研究。
根据复合掺杂改性的原理，着重将不同结构的K4CuNb8O23和Na5.4Cu1.3Ta10O29掺入K0.5Na0.5NbO3-Bi0.5Na0.5TiO3-LiSbO3陶瓷，以获得压电常数、机械品质因数双优的KNN基无铅压电陶瓷体系。
着重从多型相界和多型相变考虑。
开发一系列具有多型相界结构的KNN基多元固溶体系，并使多型相变移至室温乃至室温以下，从而制备出温度稳定性好且综合性能优良的KNN基无铅压电陶瓷材料。
目前广泛使用的压电陶瓷大多数是铅基陶瓷，如锆钛酸铅(PZT)、锆钛酸铅镧(PLZT)、铌镁锆钛酸铅(PMN)等。
这些陶瓷中氧化铅的质量百分比高达70%，氧化铅是一种有毒的物质，特别是在高温烧结时挥发较重，易伤害生产人员身体健康并造成严重的环境铅污染。
国内外很多学者通过非传统烧结技术、掺杂或加入烧结助剂等方法，制备出具有较好压电性能的高致密KNN系无铅压电陶瓷。
如下表所示，在铌酸钾钠中掺入锂、锶、铜、锌、锑、钡等金属后致密度、机械品质系数、居里温度等都有所提高。
由于KNN陶瓷在烧结过程中K2O、Na2O 等组分容易挥发，陶瓷较难致密化，其性能也因此受到显著影响，通过掺杂、研究和改进压电陶瓷的传统工艺，摸索出将陶瓷粉体制成压电陶瓷最佳工艺条件，如烧结温度和时间、压片时的压力等；探讨KCN、KCT等对KNN-BNT-LS 陶瓷的掺杂及对其性能的影响，找出最佳配比。