Bi 4 Ti 3 O 12 铋层状高温压电陶瓷的A/B位复合改性研究

发布时间：2023-05-30 22:49

　　铋层状结构无铅压电陶瓷因具有居里温度高、机械品质因数高和低的介电损耗等优异性能而被人们广泛研究。但不足之处在于铋层状结构陶瓷压电活性低,难以在生活中应用。为了改善铋层状结构陶瓷的压电性能,国内外科研工作者主要采用化合价或离子半径相近的元素掺杂改性或改进制备工艺如织构化等来实现。根据相关文献报道,掺杂改性的方法主要有A位、B位、A/B位复合掺杂改性和外加添加剂。本论文以Bi4Ti3O12(Tc～675℃)铋层状陶瓷为基体,系统地研究A、B位离子掺杂改性对Bi4Ti3O12陶瓷的相结构、微观形貌及电学性能的影响。研究内容主要由以下三个部分组成:首先,采用固相法制备了WO3掺杂Bi4Ti3O12(Bi4Ti3-x Wx O12,BITW,0.00≤x≤0.16)铋层状高温压电陶瓷,研究了B位W6+掺杂对Bi4Ti3O12(BIT)陶瓷晶体微观结构与电性能的影响。结果表明:适量的W6+掺杂可以降低BIT陶瓷的晶粒尺寸并使其均匀,有效地提高了陶瓷的致密度,且WO3的引入降低了BIT陶瓷的电导率和介电损耗,提高了其电性能。当WO3掺杂量x=0.14时,陶瓷具有如下优异性能:压电常数d33=16 p...

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 前言
    1.2 铋层状结构无铅压电陶瓷简介
        1.2.1 铋层状结构压电陶瓷主要体系
        1.2.2 铋层状结构压电陶瓷的相关性能
    1.3 铋层状结构压电陶瓷的改性方法
        1.3.1 掺杂改性
        1.3.2 工艺改性
    1.4 本论文的总体思路
2 实验部分
    2.1 实验原料
    2.2 实验工艺流程
    2.3 实验仪器及设备
    2.4 结构和性能表征
3 W⁶⁺改性对Bi₄Ti₃O₁₂ 高温压电陶瓷电性能影响研究
    3.1 引言
    3.2 结果分析与讨论
        3.2.1 WO₃掺杂量对BIT陶瓷晶体结构的分析
        3.2.2 WO₃掺杂量对BIT陶瓷显微结构的分析
        3.2.3 WO₃掺杂量对BIT陶瓷介电性能的分析
        3.2.4 WO₃掺杂量对BIT陶瓷直流电阻率的分析
        3.2.5 WO₃掺杂量对BIT陶瓷热稳定性的分析
    3.3 本章小结
4 Na和Ce复合掺杂Bi₄Ti_2.86W_0.14O₁₂ 陶瓷结构与电性能研究
    4.1 引言
    4.2 结果分析与讨论
        4.2.1 (NaCe)掺杂量对BITW陶瓷晶体结构的分析
        4.2.2 (NaCe)掺杂量对BITW陶瓷显微结构的分析
        4.2.3 (NaCe)掺杂量对BITW陶瓷介电性能的分析
        4.2.4 (NaCe)掺杂量对BITW陶瓷直流电阻率的分析
        4.2.5 (NaCe)掺杂量对BITW陶瓷热稳定性的分析
    4.3 本章小结
5 K和Ce复合掺杂Bi₄Ti_2.86W_0.14O₁₂ 陶瓷结构与电性能研究
    5.1 引言
    5.2 结果分析与讨论
        5.2.1 (KCe)掺杂量对BITW陶瓷晶体结构的分析
        5.2.2 (KCe)掺杂量对BITW陶瓷显微结构的分析
        5.2.3 (KCe)掺杂量对BITW陶瓷介电性能的分析
        5.2.4 (KCe)掺杂量对BITW陶瓷直流电阻率的分析
        5.2.5 (KCe)掺杂量对BITW陶瓷热稳定性的分析
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要研究成果
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3825186