B位离子掺杂BNT基无铅压电陶瓷的制备与性能研究
发布时间：2023-09-13 23:37
压电陶瓷被广泛应用在通讯、医疗、军事等领域,但目前绝大多数含60 wt%左右的铅元素。出于环境和健康的需求,发展无铅压电材料替代铅基材料成为迫切的问题。由于优良的铁电性能,Bi0.5Na0.5TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷被认为是最有可能替代铅基压电陶瓷的之一。本文以BNT基为研究对象,采用传统固相反应法制备B位单离子掺杂改性以及B位复合离子掺杂改性的BNT基压电陶瓷,具体研究了掺杂改性对相结构、铁电性、压电性以及电致应变性能等的影响。以0.8BNT-0.2SBT为基体,制备了Nb5+掺杂改性的0.8BNT-0.2SBT体系压电陶瓷。当Nb5+掺杂量为0.01时能够完全固溶进0.8BNT-0.2SBT晶体结构,当Nb5+含量增加到0.02和0.03时会产生第二相。随着Nb5+掺杂含量的增加,d33*从229 pm/V增加到390 pm/V,d33从146 p C/N减小到7 p C/N,TF-R从120℃减小到40℃。这意味着铁电有...
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 前言
1.1.1 压电材料发展历程
1.2 压电材料的概况
1.2.1 压电效应
1.2.2 铁电体
1.2.3 压电材料类别
1.3 压电陶瓷的性能参数
1.3.1 压电性能
1.3.2 铁电性能
1.3.3 介电性能
1.4 无铅压电陶瓷的简介
1.4.1 BaTiO3基无铅压电陶瓷
1.4.2 BNT基无铅压电陶瓷
1.4.3 KNN基无铅压电陶瓷
1.4.4 钨青铜型压电陶瓷
1.4.5 铋层结构无铅压电陶瓷
1.5 BNT基大应变压电陶瓷研究现状
1.6 课题研究主要内容
1.6.1 研究的目的与意义
1.6.2 研究的内容与创新点
第2章 实验流程及性能表征
2.1 实验原料及表征仪器
2.2 实验流程
2.3 性能表征
2.3.1 相结构测试
2.3.2 压电性能测试
2.3.3 介电性能测试
2.3.4 铁电性能测试
2.3.5 电致应变性能测试
2.3.6 电流电压特性测试
2.3.7 变温铁电性能测试
2.3.8 变温电致应变性能测试
2.3.9 变温下电流电压性能测试
2.3.10 逆压电系数性能测试
第3章 0.8BNT-0.2SBT-xNb体系压电陶瓷的性能研究
3.1 0.8BNT-0.2SBT-xNb体系压电陶瓷的相结构研究
3.2 0.8BNT-0.2SBT-xNb体系压电陶瓷的铁电性研究
3.3 0.8BNT-0.2SBT-xNb体系压电陶瓷的应变性能研究
3.4 0.8BNT-0.2SBT-xNb体系压电陶瓷单极应变性能与压电性能研究
3.5 0.8BNT-0.2SBT-xNb体系压电陶瓷的变温性能研究
3.6 0.8BNT-0.2SBT-xNb体系压电陶瓷小结
第4章 (Fe0.5Nb0.5)4+离子掺杂BNT基压电陶瓷的性能研究
4.1 BNKT-xFN体系压电陶瓷的性能研究
4.1.1 BNKT-xFN体系压电陶瓷相结构研究
4.1.2 BNKT-xFN体系压电陶瓷介电性能研究
4.1.3 BNKT-xFN体系压电陶瓷的铁电性研究
4.1.4 BNKT-xFN体系压电陶瓷的应变性能研究
4.1.5 BNKT-xFN体系压电陶瓷的电流电压特性研究
4.1.6 BNKT-xFN体系压电陶瓷的压电性能及单极应变性能研究
4.1.7 BNKT-xFN体系压电陶瓷的变温性能研究
4.1.8 BNKT-xFN体系压电陶瓷小结
4.2. BNT-BKT-BT-xFN体系压电陶瓷的研究
4.2.1 BNT-BKT-BT-xFN体系压电陶瓷的相结构研究
4.2.2 BNT-BKT-BT-xFN体系压电陶瓷的铁电性研究
4.2.3 BNT-BKT-BT-xFN体系压电陶瓷的应变性能研究
4.2.4 BNT-BKT-BT-xFN体系压电陶瓷的电流电压曲线研究
4.2.5 BNT-BKT-BT-xFN体系压电陶瓷的压电性能研究
4.2.6 BNT-BKT-BT-xFN体系压电陶瓷的变温下性能研究
4.2.7 BNT-BKT-BT-xFN体系压电陶瓷小结
第5章 BNT-BT-KNN-xCu体系压电陶瓷的性能研究
5.1 BNT-BT-KNN-xCu体系压电陶瓷的相结构研究
5.2 BNT-BT-KNN-xCu体系压电陶瓷的介电性能研究
5.3 BNT-BT-KNN-xCu体系压电陶瓷的铁电性能研究
5.4 BNT-BT-KNN-xCu体系压电陶瓷的电致应变性能研究
5.5 BNT-BT-KNN-xCu体系压电陶瓷的压电性能研究
5.6 BNT-BT-KNN-xCu体系压电陶瓷的变温性能研究
5.7 BNT-BT-KNN-xCu体系压电陶瓷小结
第6章 全文总结
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：3846122
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 前言
1.1.1 压电材料发展历程
1.2 压电材料的概况
1.2.1 压电效应
1.2.2 铁电体
1.2.3 压电材料类别
1.3 压电陶瓷的性能参数
1.3.1 压电性能
1.3.2 铁电性能
1.3.3 介电性能
1.4 无铅压电陶瓷的简介
1.4.1 BaTiO3基无铅压电陶瓷
1.4.2 BNT基无铅压电陶瓷
1.4.3 KNN基无铅压电陶瓷
1.4.4 钨青铜型压电陶瓷
1.4.5 铋层结构无铅压电陶瓷
1.5 BNT基大应变压电陶瓷研究现状
1.6 课题研究主要内容
1.6.1 研究的目的与意义
1.6.2 研究的内容与创新点
第2章 实验流程及性能表征
2.1 实验原料及表征仪器
2.2 实验流程
2.3 性能表征
2.3.1 相结构测试
2.3.2 压电性能测试
2.3.3 介电性能测试
2.3.4 铁电性能测试
2.3.5 电致应变性能测试
2.3.6 电流电压特性测试
2.3.7 变温铁电性能测试
2.3.8 变温电致应变性能测试
2.3.9 变温下电流电压性能测试
2.3.10 逆压电系数性能测试
第3章 0.8BNT-0.2SBT-xNb体系压电陶瓷的性能研究
3.1 0.8BNT-0.2SBT-xNb体系压电陶瓷的相结构研究
3.2 0.8BNT-0.2SBT-xNb体系压电陶瓷的铁电性研究
3.3 0.8BNT-0.2SBT-xNb体系压电陶瓷的应变性能研究
3.4 0.8BNT-0.2SBT-xNb体系压电陶瓷单极应变性能与压电性能研究
3.5 0.8BNT-0.2SBT-xNb体系压电陶瓷的变温性能研究
3.6 0.8BNT-0.2SBT-xNb体系压电陶瓷小结
第4章 (Fe0.5Nb0.5)4+离子掺杂BNT基压电陶瓷的性能研究
4.1 BNKT-xFN体系压电陶瓷的性能研究
4.1.1 BNKT-xFN体系压电陶瓷相结构研究
4.1.2 BNKT-xFN体系压电陶瓷介电性能研究
4.1.3 BNKT-xFN体系压电陶瓷的铁电性研究
4.1.4 BNKT-xFN体系压电陶瓷的应变性能研究
4.1.5 BNKT-xFN体系压电陶瓷的电流电压特性研究
4.1.6 BNKT-xFN体系压电陶瓷的压电性能及单极应变性能研究
4.1.7 BNKT-xFN体系压电陶瓷的变温性能研究
4.1.8 BNKT-xFN体系压电陶瓷小结
4.2. BNT-BKT-BT-xFN体系压电陶瓷的研究
4.2.1 BNT-BKT-BT-xFN体系压电陶瓷的相结构研究
4.2.2 BNT-BKT-BT-xFN体系压电陶瓷的铁电性研究
4.2.3 BNT-BKT-BT-xFN体系压电陶瓷的应变性能研究
4.2.4 BNT-BKT-BT-xFN体系压电陶瓷的电流电压曲线研究
4.2.5 BNT-BKT-BT-xFN体系压电陶瓷的压电性能研究
4.2.6 BNT-BKT-BT-xFN体系压电陶瓷的变温下性能研究
4.2.7 BNT-BKT-BT-xFN体系压电陶瓷小结
第5章 BNT-BT-KNN-xCu体系压电陶瓷的性能研究
5.1 BNT-BT-KNN-xCu体系压电陶瓷的相结构研究
5.2 BNT-BT-KNN-xCu体系压电陶瓷的介电性能研究
5.3 BNT-BT-KNN-xCu体系压电陶瓷的铁电性能研究
5.4 BNT-BT-KNN-xCu体系压电陶瓷的电致应变性能研究
5.5 BNT-BT-KNN-xCu体系压电陶瓷的压电性能研究
5.6 BNT-BT-KNN-xCu体系压电陶瓷的变温性能研究
5.7 BNT-BT-KNN-xCu体系压电陶瓷小结
第6章 全文总结
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：3846122
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