PSbN-PZN-PZT四元系高介电常数压电陶瓷材料研究

Bi2O3-ZnO-Nb2O5系陶瓷介电常数及温度系数的优化任庆利
【期刊名称】《西安交通大学学报》
【年(卷),期】2000(034)008
【摘要】研究了Bi2O3-ZnO-Nb2O5(BZN)系复相区陶瓷介电常数的温度稳定性及其温度系数的优化.讨论了不同的预烧工艺以及掺杂不同晶型的TiO2对所得BZN系陶瓷的相组成以及介电性能的影响.结果表明,预烧工艺中合理的预烧升温速率的选择,对其介电常数的温度稳定性有决定性影响,锐钛型TiO2的掺杂可优化温度系数,得到介电性能优异的脚陶瓷.
【总页数】5页(P65-69)
【作者】任庆利
【作者单位】西安交通大学,710049,西安
【正文语种】中文
【中图分类】TM28
【相关文献】
1.温度系数系列化的低介电常数陶瓷材料 [J], 梁晓峰;吴志华
2.PSbN-PZN-PZT四元系高介电常数压电陶瓷材料研究 [J], 吴康和;王学杰
3.TiO_2掺杂对BZN系陶瓷相组成及温度系数影响 [J], 任庆利;汪宏
4.添加表面活性剂对Bi_2O_3-ZnO-Nb_2O_5系陶瓷温度系数的影响 [J], 任庆利;罗强;陈寿田;吴洪才
5.BaO-Ln_2O_3-TiO_2系高介电常数微波介质陶瓷的研究进展 [J], 高旭芳;丘泰
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文章编号:100023851(2002)0320070205收稿日期:2001210217;收修改稿日期:2001211223基金项目:国家自然科学基金资助项目(50072001)作者介绍:李小兵(1974),男,博士,主要从事压电复合材料方面的研究。

田　莳(1938),男,教授,主要从事压电复合材料研究。

PZN -PZT 压电陶瓷及其PV D F 压电复合材料的制备和性能李小兵,田　莳,李宏波(北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京100083)摘　要:　采用固相烧结法合成了PZ N 2PZT (铌锌锆钛酸铅)三元系压电陶瓷烧结块材和粉末,并采用XRD 、SE M 等测试方法对其结构和性能进行了分析。

PZ N 2PZT 常压烧结陶瓷具有优良的压电性能,PZ N 2PZT 颗粒粒径在0.5～4Λm 之间,颗粒形态不太规整。

采用溶液共混法将PZ N 2PZT 粒子均匀分散于PVD F 基体中,制备了PZ N 2PZT PVD F 023型压电复合材料。

研究了PZ N 2PZT 质量分数、极化电场等因素对该压电复合材料压电和介电性能的影响。

实验结果表明,选用压电活性更高的压电陶瓷粉末进行复合,可有效提高压电复合材料的压电性能。

增加PZ N 2PZT 质量分数、提高极化电压均有利于复合材料压电性能的提高。

关键词:　PZ N 2PZT ;固相烧结法;压电复合材料;溶液共混法中图分类号:　TB 39 文献标识码:APREPARATI ON AND PR OPERTI ES OF PZN -PZT P I EZ OE L ECTR I C CERA M I CSAND PZN -PZT PV D F P I EZ OE L ECTR I C COM POSI TESL I X iao 2bing ,T I A N Sh i ,L I Hong 2bo(School of M aterials Science and Engineering ,Beijing U niversity of A eronautics and A stronautics ,Beijing 100083,Ch ina )Abstract :　T ernary syste m p iezoelectric cera m ic m aterials PZ N 2PZT [Pb 0.955L a 0.03(Zn 13N b 2 3)0.3Zr 0.37T i 0.33O 3]and their pow dersw ere fabricated using s olid state sintered technol ogy .T heir structure and p roperties w ere studied by XRD and SE M .PZ N 2PZT cera m ics synthesized by the traditi onal sin 2tered m ethod contain w ell p iezoelectric p roperties.T he dia m eters of PZ N 2PZT pow ders are betw een 0.5～4Λm ,and the shape is irregular .PZ N 2PZT particles w ere incorporated into PVD F polym er m a 2trix homogeneously th rough s oluti on blended p rocess to fo r m PZ N 2PZT PVD F 023composite th in fil m s.T he effects of the cera m ic m ass fracti on and po ling electric field on the p iezoelectric and dielec 2tric p roperties of the p iezoelectric composites w ere studied .T he results show that the p iezoelectric p roperties of the composites could be i m p roved effectively th rough choosing the cera m ics containing better p iezoelectric p roperties as the filler .T he sa m e effects can be m ade w ith the increasing of PZ N 2PZT m ass fracti on and poling field .Key words :　PZ N 2PZT ;s o lid state sin tered technol ogy ;p iezoelectric composites ;s oluti on blended p rocess 将具有强压电效应的压电陶瓷与柔性良好的压电聚合物按一定的连通方式、一定的体积或质量比例、一定的空间几何分布进行复合,可以使两种材料优势互补,获得既具有较强压电性又具有良好韧性的综合性能优异的压电复合材料。

PZN-PZT三元系压电陶瓷的性能和掺杂改性研究的开题报告一、研究背景压电陶瓷是一种具有优良电学、机械学和热学性能的材料，广泛应用于声波传感器、换能器、超声波医学成像、马达、精密定位等领域。

其中，Pb（Zr0.52Ti0.48）O3（PZT）是一种典型的铁电压电陶瓷材料，具有高的压电常数、介电常数和电机械耦合系数。

然而，由于其含有铅元素，受到环境保护和生物安全等因素的限制，因此需要进行合适的改性。

PZN-PZT三元系压电陶瓷材料采用掺杂改性的方法，能够减少PZT中铅元素的含量，同时具有良好的压电性能。

近年来，该材料在声波探测、可控压电过滤器、微功率传感器、无线电传感器等领域中得到了广泛的应用。

本项目旨在通过对PZN-PZT三元系压电陶瓷的掺杂改性研究，探索其在压电领域的应用潜力，并进一步提升其性能和应用价值。

二、研究内容1. PZN-PZT三元系压电陶瓷的化学成分和结构特征的研究。

2. 掺杂剂选择和其对PZN-PZT三元系压电陶瓷材料性能的影响研究。

3. 采用固相反应法合成PZN-PZT三元系压电陶瓷材料。

4. 对所获得的材料进行物理性能测试，包括压电常数、介电常数、电阻率等。

5. 分析掺杂改性对PZN-PZT三元系压电陶瓷材料中微观结构和性能的改变。

三、研究意义1. 在环境保护和生物安全方面具有重要意义。

2. 提高PZN-PZT三元系压电陶瓷材料的性能，拓宽其应用领域。

3. 为实现低成本、高效率的制备提供理论基础和实验依据。

四、研究方法及技术路线1. 首先进行相关文献综述，确定PZN-PZT三元系压电陶瓷的化学成分和结构特征等基本性质。

2. 筛选合适的掺杂剂，并确定其用量和掺杂方式。

3. 采用固相反应法制备PZN-PZT三元系压电陶瓷材料。

4. 对所获得的材料进行物理性能测试，包括压电常数、介电常数、电阻率等。

5. 通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪等分析测试仪器，对所得材料进行微观结构和性能分析。

Science &Technology Vision科技视界0引言智能材料在航空工业中应用的越来越广泛,它在飞机蒙皮裂纹监测和结构损伤修复上有很好的应用前景。

智能材料结构可以用作传感器与驱动元件,通过收集结构的信息(如裂纹、损伤等),处理后形成控制激励,改变结构的状态,从而使结构具有自诊断、自适应、自修复的能力[1]。

锆钛酸铅压电陶瓷材料(PZT)是目前应用的最广泛的一种。

它具有较高的机电耦合系数,温度稳定性好等优点,通过添加其他元素还可以制备出多种用途的压电陶瓷,成型后可直接作为传感器和驱动器应用[2]。

近年来的研究表明,一些三元系压电陶瓷材料以其较高的压电性能成为压电材料的研究热点[3~5]。

PNN-PZT 材料的成分为[Pb(Nb 2/3,Ni 1/3)O 3]0.55-Pb (Zr 0.3,Ti 0.7)O 3]0.45,本文通过PNN-PZT 材料的制备和测试分析了制备工艺方法对压电陶瓷的结构和性能的影响,最终确定出提高性能的最佳工艺参数。

1实验过程1.1PNN-PZT 粉体的合成图1PNN-PZT 粉末的准备准备PNN-PZT 粉末的流程见图1。

原料为PbO(纯度:99.7%),TiO 2(99.8%)和ZrO 2(98.9%),Nb 2O 5(99.3%)和NiO(99.83%),重量配比达到[Pb (Nb 2/3,Ni 1/3)O 3]0.55-Pb(Zr 0.3,Ti 0.7)O 3]0.45组分。

加水球磨2小时。

混合好的浆料在烘箱中烘干,并在密封的电炉中进行预烧结,1050°C 保温2小时。

预烧得到的粉末在研钵中碾碎,并进一步加水球磨2小时,以获得更好的PZT 粉末。

干燥浆料后,压碎的粉末用网眼为53微米的筛子去除其中的硬块。

得到粒度分布均匀的粉末。

1.2样品制备粉料经球磨再添加1%粘合剂PVA(polyvinyl alcohol),压制成Ф15mm×1.2mm 的圆片(成型压力300MPa),缓慢升温至700℃排胶。

pzt-4压电陶瓷电学参数
PZT-4是一种常见的压电陶瓷材料，具有优良的压电性能和电
学参数。

关于PZT-4的电学参数，我们可以从多个方面来进行全面
的回答。

首先，PZT-4的介电常数通常在1000至1500之间，这意味着
它在外加电场下的极化能力非常强。

这也使得PZT-4成为一种优秀
的压电材料，可用于传感器、换能器和压电马达等应用。

其次，PZT-4的压电常数通常在600至750之间，这表明它对
于机械应力的响应非常敏感。

这使得PZT-4在压电传感器和执行器
方面有着广泛的应用，例如压力传感器、声波发生器等。

此外，PZT-4的电机械耦合系数通常在0.6至0.7之间，这意
味着它能够高效地将电能转换为机械能，或者将机械能转换为电能，因此在压电换能器和压电马达中有着重要的应用。

另外，PZT-4的电阻率通常在10^9至10^11Ω·cm之间，这使
得它在一些特定的电学应用中能够表现出良好的绝缘性能。

总的来说，PZT-4作为一种压电陶瓷材料，具有较高的介电常数、压电常数和电机械耦合系数，以及较高的电阻率，这些优秀的电学参数使得它在压电传感器、换能器、压电马达等领域有着广泛的应用前景。

希望这些信息能够对你有所帮助。

陶瓷粉体粒度对ＰＺＮ－ＰＺＴ／ＰＶＤＦ压电复合材料性能的影响作者：徐合冯兰平谌小奇来源：《佛山陶瓷》2008年第03期摘要将铌锌锆钛酸铅(PZN-PZT)压电陶瓷粉体分散于聚偏二氟乙烯(PVDF)基体中，制备出0-3型PZN-PZT/PVDF压电复合材料。

文中研究了PZN-PZT陶瓷不同粒度对复合材料的压电性、介电性、铁电性的影响。

结果表明，当陶瓷粒度为100～150目时，压电复合材料的综合性能最佳，压电常数d33达到23.10pC/N，剩余极化强度Pr达到5.13μC·cm-2，矫顽场Ec为45.71kV·cm-1，介电常数εr为192.86，介电损耗tanδ为0.10。

关键词PZN-PZT，PVDF，复合材料，粒度，压电性能1引言压电材料能够适应环境的变化，实现机械能和电能之间的相互转化，具有集传感、执行和控制于一体的特有属性，是智能材料系统的主导材料[1]。

将压电陶瓷与压电聚合物按一定的连通方式复合，克服了压电陶瓷材料自身的脆性和压电聚合物材料的温度限制，可制得既有较强压电性又有良好机械应用性能的压电复合材料[2～3]。

0-3型压电复合材料是指压电陶瓷粉体分散于三维连续的聚合物基体中形成的复合材料[4～6]，它的制备过程简单经济，在工业化生产中具有广阔的前景。

PZN-PZT陶瓷是0-3型压电复合材料的主要功能相，它以颗粒状分散在PVDF聚合物基体中。

对于陶瓷粉体，即使其组成完全一致，其形状和尺寸的差异也能引起复合材料性能的差异。

因此，有必要在陶瓷颗粒粒度对复合材料性能的影响方面进行研究。

2实验过程2.1 压电复合材料的制备按质量比85:15制备PZN-PZT/PVDF，将自制的压电陶瓷粉体和PVDF粉体混合后压制成直径为20mm、厚度为1～2mm的薄片，在平板硫化机上于温度180℃下热压10min，得到压电复合材料。

将样品进行镀电极处理，干燥后放入已加热的硅油中进行极化。

功能陶瓷材料的调研报告摘要:功能陶瓷由于其在电、磁、声、光、热、力等方面优异的性能,广泛应用于电子电力、汽车、计算机、通讯等领域,。

在科学技术发展和实际生产生活中发挥着越来越重要的作用。

主要阐述了功能陶瓷电学、光学、磁学、声学、力学等基本性质,并介绍了功能陶瓷的种类和应用以及未来发展趋势。

基于过渡液相烧结机制的高性能压电陶瓷材料具有低烧结温度、高压电常数和低介质损耗等诸多优点。

低烧多层压电变压器(MPT)以其低驭动电压、小体积、高升压比、薄型片式化等优点在液晶显示背光电源等方面获得应用。

关键词:功能陶瓷;性质;应用功能陶瓷材料是电子材料中最重要的一个分支,其产值约占整个新型陶瓷产业产值的70 %。

随着现代新技术的发展,功能陶瓷及其应用正向着高可靠、微型化、薄膜化、精细化、多功能、智能化、集成化、高性能、高功能和复合结构方向发展。

功能陶瓷与传统的陶瓷相比在原料及工艺等方面有很大的区别,是知识和技术密集型产品。

功能材料之所以具有卓越的功能及特性,不仅与材料的化学组成有关,而且很大程度上决定于其微观结构。

功能材料的开发首先依赖于新材料的发现和人工合成。

在功能陶瓷材料重大发现中，人们先后发现了氧化物导体、固体电解质、压电、非线性光学材料、铁氧体、记忆材料、太阳能电池、高温氧化物超导体等。

随着电子产品向轻薄短小、多功能、高可靠性和高密度表面、高集成化的发展功能材料也有着不断的发展。

功能陶瓷的品种繁多,这类材料具有微波介电性能、气敏性能、超导性能、电阻梯度性能、铁电性能及其相变行为、多层驱动性、弛豫性能等多种优良的功能,应用十分广泛。

功能陶瓷及其新型电子元器件对信息产业的发展和综合国力的增强具有重要的战略意义。

电子信息技术的集成化和微型化的发展趋势，推动电子技术产品日益向微型、轻量、薄型、多功能的方向发展。

功能陶瓷元器件多层化、片式化、集成化、模块化和多功能化以及高性能低成本是其发展的总趋势。

1、功能陶瓷材料分类1.1导电陶瓷具有良好的导电性能,而且能耐高温,是磁流体发电装置中集电极的关键材料。

pzt压电陶瓷晶体结构
摘要：
1.PZT压电陶瓷简介
2.PZT压电陶瓷的晶体结构
3.PZT压电陶瓷的性能与应用
4.我国在PZT压电陶瓷领域的研究进展
正文：
一、PZT压电陶瓷简介
PZT（lead zirconate titanate，铅锌钛酸盐）压电陶瓷是一种具有优良压电性能的陶瓷材料。

在自然界中，PZT矿物稀少，因此，科学家们通过研究和合成，成功制备出了具有高精度、高性能的PZT压电陶瓷。

二、PZT压电陶瓷的晶体结构
PZT压电陶瓷的晶体结构属于四方对称结构，其化学式为PbZrO3-PbTiO3。

在这种结构中，钛酸铅（PbTiO3）和锆酸铅（PbZrO3）以固溶体的形式存在，共同赋予了PZT压电陶瓷优异的性能。

三、PZT压电陶瓷的性能与应用
1.压电性能：PZT压电陶瓷具有较高的压电常数、较低的介电常数和良好的疲劳稳定性，使其在声学、振动和能量转换等领域具有广泛的应用。

2.铁电性能：PZT压电陶瓷具有较高的铁电储能密度，使其在电磁屏蔽、存储器和传感器等领域具有重要应用。

3.机电转换性能：PZT压电陶瓷具有良好的机电转换效率，广泛应用于超
声波换能器、马达、致动器和机器人等领域。

4.我国在PZT压电陶瓷领域的研究进展：近年来，我国在PZT压电陶瓷材料的研究取得了显著成果，包括制备工艺的优化、性能的提高和新材料的研发。

这些成果为我国在压电陶瓷领域的创新发展奠定了基础。

综上所述，PZT压电陶瓷作为一种高性能的陶瓷材料，在多个领域具有广泛的应用。