CaBi 2 Nb 2 O 9 铋层状高温压电陶瓷的掺杂改性与性能增强研究
发布时间：2021-07-13 05:38
铋层状结构铁电材料因具有自发极化大、居里温度高、介电损耗低、抗疲劳特性好和老化率低等优点,因此在铁电存储、高温压电传感器等方面具有较大的应用价值。其结构和化学组成与电性能密切相关,如铁电性主要源于类钙钛矿层(Am-1Bm O3m+1)2-中的B位阳离子的偏移、氧八面体沿c轴的倾侧及氧八面体在a-b面内的旋转,但由于自身晶体结构的限制,其自发极化的旋转只能在a-b平面内二维转动,压电性能不高。研究发现,用化合价或离子半径相近的元素掺杂来调整其化学组成及微观结构,能有效地改善铁电材料的电性能。根据元素在类钙钛矿层中取代的位置不同,掺杂改性主要有A位、B位、A/B位复合掺杂改性和外加添加剂改性等方式。基于此,本文选取居里温度高（Tc943℃）,压电常数低(d336pC/N)的铋层状结构压电陶瓷CaBi2Nb2O9为基体,研究掺杂改性对其性能增强,如压电性...
【文章来源】：景德镇陶瓷大学江西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Bi2WO6晶体结构图
3图 1.2 m = 2 晶体结构图Fig.1.2 Crystal structure of with m=29陶瓷因烧结温度高(＞1250℃)、居里温度低(Tc~450kt~13.5%)、机械品质因数低(Qm~577)、压电常数小、及较好的稳定性等特点而备受关注，其晶体结构如2O9陶瓷 A 位 Sr 和 B 位 Nb 掺杂改性，得到烧结温度
图1.3 Bi4Ti3O12晶体结构图Fig.1.3 Crystal structure of Bi4Ti3O12瓷是 Aurivillius 相中具有代表性的三层铋能器、铁电存储器等电子器件。晶体结构i2O2)2+(Am-1BmO3m+1)2-，其中 A 位为 Bi 离子i2O10)2-，类钙钛矿层由三个钙钛矿单元组三层类钙钛矿层夹在两个(Bi2O2)2+层中(Bi2Ti2O10)2-中十二配位体和铋氧层(Bi2O与类钙钛矿层结合紧密[8,38]。Bi4Ti3O12压于 Tc时，晶体展现为高度对称的四方斜铁电相结构，这也是 Bi4Ti3O12陶瓷的方向的原因，自发极化分量沿 a 轴方向达，压电常数 d33为 18pC/N；沿 c 轴的只有瓷居里温度较高、自发极化强度较大，矫特点，具有很高的实际应用价值，如在在铁电存储器应用领域具有很大的应用潜
【参考文献】：
期刊论文
[1]MBi4Ti4O15基陶瓷的研究现状与发展趋势[J]. 黄新友,童晓峰,徐国强,梁婉婷,唐豪. 电子元件与材料. 2013(01)
[2]Mn改性Na0.5Bi2.5Nb2O9高温压电陶瓷的研究[J]. 江向平,温佳鑫,陈超,涂娜,李小红. 无机材料学报. 2012(08)
[3]含铋层状结构陶瓷CaBi2Nb2O9的A位掺杂改性研究[J]. 宗立超,曾江涛,赵苏串,阮伟,李国荣. 无机材料学报. 2012(07)
[4]稀土元素Pr替位改性的高温CaBi2Nb2O9压电陶瓷[J]. 尹娜,王春明,王矜奉. 电子元件与材料. 2011(02)
[5]熔盐法制备片状CaBi4Ti4O15晶粒的研究[J]. 李月明,汪丹,廖润华,江良,张华,刘虎,李润润. 材料导报. 2010(06)
[6]Sr1-xBaxBi4Ti4O15铁电陶瓷性能研究[J]. 张志德,林霖,金玲. 电子元件与材料. 2010(03)
[7]Sm掺杂Bi4Ti3O12陶瓷晶体结构及电性能的研究[J]. 王瑾菲,蒲永平,杨公安,庄永勇,杨文虎,毛玉琴. 人工晶体学报. 2009(04)
[8]锰对改善CaBi4Ti4O15高温压电陶瓷性能的研究[J]. 顾大国,李国荣,郑嘹赢,曾江涛,丁爱丽,殷庆瑞. 无机材料学报. 2008(03)
[9]铋层状化合物SrBi4-xCexTi4O15陶瓷的铁电性能研究[J]. 范素华,张丰庆,任艳霞,徐静,张伟,岳雪涛. 压电与声光. 2007(03)
[10]过量Bi2O3对熔盐法制备钛酸铋的影响[J]. 高峰,张昌松,张慧君,田长生. 机械工程材料. 2006(05)
博士论文
[1]钛酸铋钠无铅压电陶瓷与高温铋层无铅压电陶瓷探索[D]. 盖志刚.山东大学 2008
[2]CaCu3Ti4O12的巨介电性质研究[D]. 冯丽欣.浙江大学 2006
[3]铋层状SrBi4Ti4O15压电陶瓷的制备与性能研究[D]. 郝华.武汉理工大学 2004
硕士论文
[1]铋层状结构无铅压电陶瓷的掺杂改性研究[D]. 姚忠冉.聊城大学 2017
[2]钨掺杂铌酸铋钙的结构畸变及其光电特性研究[D]. 史凯.华东师范大学 2016
[3]CaBi4Ti4O15基复合陶瓷的制备及性能研究[D]. 李丹洋.华南理工大学 2016
[4]高温铋层钛酸铋钠压电陶瓷的复合改性研究[D]. 茹扎·阿巴合.山东大学 2016
[5]LiNbO3 和CeO2改性高温铋层状陶瓷Bi4Ti3O12的结构与性能研究[D]. 杨帆.景德镇陶瓷学院 2015
[6]SBT-NBT陶瓷材料压电性能的研究[D]. 孟雪原.天津大学 2014
[7]CaBi4Ti4O15材料的复合掺杂及性能研究[D]. 王斌.华南理工大学 2014
[8]复合掺杂铋层状高温压电陶瓷的结构与性能研究[D]. 陈云婧.景德镇陶瓷学院 2014
[9]高温铋层状无铅压电陶瓷Na0.5Bi4.5Ti4O15的结构与性能研究[D]. 傅小龙.景德镇陶瓷学院 2014
[10]CaBi4Ti4O15材料的稀土离子掺杂及制备工艺研究[D]. 彭宗枝.华南理工大学 2013
本文编号：3281461
【文章来源】：景德镇陶瓷大学江西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Bi2WO6晶体结构图
3图 1.2 m = 2 晶体结构图Fig.1.2 Crystal structure of with m=29陶瓷因烧结温度高(＞1250℃)、居里温度低(Tc~450kt~13.5%)、机械品质因数低(Qm~577)、压电常数小、及较好的稳定性等特点而备受关注，其晶体结构如2O9陶瓷 A 位 Sr 和 B 位 Nb 掺杂改性，得到烧结温度
图1.3 Bi4Ti3O12晶体结构图Fig.1.3 Crystal structure of Bi4Ti3O12瓷是 Aurivillius 相中具有代表性的三层铋能器、铁电存储器等电子器件。晶体结构i2O2)2+(Am-1BmO3m+1)2-，其中 A 位为 Bi 离子i2O10)2-，类钙钛矿层由三个钙钛矿单元组三层类钙钛矿层夹在两个(Bi2O2)2+层中(Bi2Ti2O10)2-中十二配位体和铋氧层(Bi2O与类钙钛矿层结合紧密[8,38]。Bi4Ti3O12压于 Tc时，晶体展现为高度对称的四方斜铁电相结构，这也是 Bi4Ti3O12陶瓷的方向的原因，自发极化分量沿 a 轴方向达，压电常数 d33为 18pC/N；沿 c 轴的只有瓷居里温度较高、自发极化强度较大，矫特点，具有很高的实际应用价值，如在在铁电存储器应用领域具有很大的应用潜
【参考文献】：
期刊论文
[1]MBi4Ti4O15基陶瓷的研究现状与发展趋势[J]. 黄新友,童晓峰,徐国强,梁婉婷,唐豪. 电子元件与材料. 2013(01)
[2]Mn改性Na0.5Bi2.5Nb2O9高温压电陶瓷的研究[J]. 江向平,温佳鑫,陈超,涂娜,李小红. 无机材料学报. 2012(08)
[3]含铋层状结构陶瓷CaBi2Nb2O9的A位掺杂改性研究[J]. 宗立超,曾江涛,赵苏串,阮伟,李国荣. 无机材料学报. 2012(07)
[4]稀土元素Pr替位改性的高温CaBi2Nb2O9压电陶瓷[J]. 尹娜,王春明,王矜奉. 电子元件与材料. 2011(02)
[5]熔盐法制备片状CaBi4Ti4O15晶粒的研究[J]. 李月明,汪丹,廖润华,江良,张华,刘虎,李润润. 材料导报. 2010(06)
[6]Sr1-xBaxBi4Ti4O15铁电陶瓷性能研究[J]. 张志德,林霖,金玲. 电子元件与材料. 2010(03)
[7]Sm掺杂Bi4Ti3O12陶瓷晶体结构及电性能的研究[J]. 王瑾菲,蒲永平,杨公安,庄永勇,杨文虎,毛玉琴. 人工晶体学报. 2009(04)
[8]锰对改善CaBi4Ti4O15高温压电陶瓷性能的研究[J]. 顾大国,李国荣,郑嘹赢,曾江涛,丁爱丽,殷庆瑞. 无机材料学报. 2008(03)
[9]铋层状化合物SrBi4-xCexTi4O15陶瓷的铁电性能研究[J]. 范素华,张丰庆,任艳霞,徐静,张伟,岳雪涛. 压电与声光. 2007(03)
[10]过量Bi2O3对熔盐法制备钛酸铋的影响[J]. 高峰,张昌松,张慧君,田长生. 机械工程材料. 2006(05)
博士论文
[1]钛酸铋钠无铅压电陶瓷与高温铋层无铅压电陶瓷探索[D]. 盖志刚.山东大学 2008
[2]CaCu3Ti4O12的巨介电性质研究[D]. 冯丽欣.浙江大学 2006
[3]铋层状SrBi4Ti4O15压电陶瓷的制备与性能研究[D]. 郝华.武汉理工大学 2004
硕士论文
[1]铋层状结构无铅压电陶瓷的掺杂改性研究[D]. 姚忠冉.聊城大学 2017
[2]钨掺杂铌酸铋钙的结构畸变及其光电特性研究[D]. 史凯.华东师范大学 2016
[3]CaBi4Ti4O15基复合陶瓷的制备及性能研究[D]. 李丹洋.华南理工大学 2016
[4]高温铋层钛酸铋钠压电陶瓷的复合改性研究[D]. 茹扎·阿巴合.山东大学 2016
[5]LiNbO3 和CeO2改性高温铋层状陶瓷Bi4Ti3O12的结构与性能研究[D]. 杨帆.景德镇陶瓷学院 2015
[6]SBT-NBT陶瓷材料压电性能的研究[D]. 孟雪原.天津大学 2014
[7]CaBi4Ti4O15材料的复合掺杂及性能研究[D]. 王斌.华南理工大学 2014
[8]复合掺杂铋层状高温压电陶瓷的结构与性能研究[D]. 陈云婧.景德镇陶瓷学院 2014
[9]高温铋层状无铅压电陶瓷Na0.5Bi4.5Ti4O15的结构与性能研究[D]. 傅小龙.景德镇陶瓷学院 2014
[10]CaBi4Ti4O15材料的稀土离子掺杂及制备工艺研究[D]. 彭宗枝.华南理工大学 2013
本文编号：3281461
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3281461.html
