钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的掺杂及挠曲电增强改性

发布时间：2021-05-16 15:15

　　压电陶瓷作为一种力-电转换功能陶瓷材料,常用于制造换能器、滤波器和能量收集器等电子元器件。由于环保的要求,人们希望用无铅陶瓷逐渐取代铅基陶瓷。钛酸铋钠(Bi_0.5Na_0.5)TiO₃（BNT）基无铅压电陶瓷的性能具有优异的可塑性,因此发展前景好。本文首先在BNT中添加钛酸钡BaTiO₃（BT）形成二元固溶体系,研究了其性能变化。然后在0.94BNT-0.06BT的基础上,研究非化学计量改性、添加(Bi_0.5K_0.5)TiO₃（BKT）形成三元固溶体系以及Nb₂O₅掺杂这类组分改性对陶瓷结构和性能的影响。然后,通过还原热处理使0.94BNT-0.06BT形成挠曲电效应,研究了还原热处理对结构和性能的影响。在此基础上将组分和结构改性方式结合,获得具有高压电性能的压电陶瓷。实验通过固相法合成BNT-BT陶瓷,预烧温度850℃,烧结温度1150¹200℃。研究发现BT含量为6%... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 压电材料
    1.3 铁电材料
    1.4 钛酸铋钠基陶瓷及其改性研究概况
        1.4.1 钛酸铋钠陶瓷简介
        1.4.2 钛酸铋钠-钛酸钡陶瓷简介
        1.4.3 钛酸铋钠-钛酸钡陶瓷的改性研究
    1.5 材料挠曲电效应研究概况
        1.5.1 挠曲电效应简介
        1.5.2 挠曲电效应的研究历程
        1.5.3 挠曲电系数的测量
        1.5.4 利用还原热处理在陶瓷材料中产生挠曲电
    1.6 课题的研究意义和主要内容
2 钛酸铋钠—钛酸钡陶瓷的制备与表征
    2.1 原料和仪器
    2.2 实验过程
        2.2.1 固相法制备样品
        2.2.2 单面还原热处理
    2.3 表征与测试
        2.3.1 X射线衍射
        2.3.2 扫描电镜
        2.3.3 铁电分析
        2.3.4 介电分析
        2.3.5 压电分析
3 (1-x)(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_3-xBaTiO_3 无铅陶瓷的性能和挠曲电增强研究
    3.1 引言
    3.2 (1-x)BNT-xBT陶瓷的结构和性能
        3.2.1 (1-x)BNT-xBT陶瓷的晶体结构和微观形貌
        3.2.2 (1-x)BNT-xBT陶瓷的性能
    3.3 还原0.94BNT-0.06BT陶瓷的挠曲电增强研究
        3.3.1 还原0.94BNT-0.06BT陶瓷的晶体结构和微观形貌
        3.3.2 还原0.94BNT-0.06BT陶瓷的性能
    3.4 本章小结
4 0.94 (Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_3-0.06BaTiO_3无铅压电陶瓷的非化学计量改性和挠曲电增强研究
    4.1 引言
    4.2 A位缺失对陶瓷结构和性能的影响
        4.2.1 (BN)_(0.94-x)T-0.06BT陶瓷的晶体结构和微观形貌
        4.2.2 A位缺失对陶瓷性能的影响
    4.3 还原BN_(0.93)T-0.06BT陶瓷的挠曲电增强研究
        4.3.1 BN_(0.93)T-0.06BT陶瓷的还原温度
        4.3.2 还原BN_(0.93)T-0.06BT陶瓷的性能
    4.4 本章小结
5 0.94 (Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_3-0.06BaTiO_3 无铅压电陶瓷的(Bi_(0.5)K_(0.5))TiO_3 改性和挠曲电增强研究
    5.1 引言
    5.2 BKT固溶量对陶瓷结构与性能的影响
        5.2.1 (0.94-x)BNT-xBKT-0.06BT陶瓷的晶体结构和微观形貌
        5.2.2 不同BKT固溶量对性能的影响
    5.3 还原0.86BNT-0.08BKT-0.06BT陶瓷的挠曲电增强研究
        5.3.1 0.86 BNT-0.08BKT-0.06BT陶瓷的还原温度
        5.3.2 还原0.86BNT-0.08BKT-0.06BT陶瓷的性能
    5.4 本章小结
6 0.94 (Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_3-0.06BaTiO_3无铅压电陶瓷的Nb_2O_5 掺杂改性和挠曲电增强研究
    6.1 引言
    6.2 Nb_2O_5 掺杂量对陶瓷结构与性能的影响
        6.2.1 0.94 BNT-0.06BT-xmol%Nb~(5+)陶瓷的晶体结构和表面形貌
        6.2.2 不同Nb_2O_5 掺杂量对性能的影响
    6.3 还原0.94BNT-0.06BT-0.8mol%Nb~(5+)陶瓷的挠曲电增强研究
        6.3.1 0.94 BNT-0.06BT-0.8mol%Nb~(5+)陶瓷的还原温度
        6.3.2 还原0.94BNT-0.06BT-0.8mol%Nb~(5+)陶瓷的性能
    6.4 本章小结
7 总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的主要论文


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3189922