NBT基无铅压电陶瓷A位离子半径调控对结构与性能的影响

发布时间：2024-01-26 19:29

　　钛酸铋钠-钛酸钡(Na_0.5Bi_0.5TiO₃-x%BaTiO₃,简称NBT-x%BT)固溶体体系被认为是潜在的无铅压电陶瓷。该体系在x=6～7附近形成具有准同型相界(MPB)结构组分,显示出增强的压电性能。但是该MPB相界附近的相结构复杂,钛氧八面体的面内倾转和面外倾转之间的转化导致极化后的NBT-x%BT材料出现一个较低的退极化温度,对其实际应用造成障碍。钙钛矿结构ABO3的氧八面体倾转结构与A位和B位原子半径有关。本文以NBT陶瓷作为出发点,研究了不同离子半径的Mg²⁺(0.065nm)、Ca²⁺(0.099nm)、Sr²⁺(0.113nm)对二元固溶体NBT-x%BT陶瓷A位离子取代引起的结构与性能影响。通过对陶瓷试样结构、介电、铁电、压电性能的分析,探究了M:NBT-x%BT(M=Mg,Ca and Sr)无铅压电陶瓷成分-结构-性能之间的内在联系。首先,通过制备NBT及NBT-x%BT(x=2、4、6、8、10、12)陶瓷...

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 压电效应
        1.1.2 压电陶瓷
    1.2 无铅压电陶瓷研究概述
        1.2.1 钛酸铋钠的结构研究
        1.2.2 准同型相界(MPB)性能的研究
        1.2.3 压电陶瓷储能特性
        1.2.4 NBT陶瓷掺杂改性研究
    1.3 本论文主要研究内容及创新点
        1.3.1 本论文主要研究内容
        1.3.2 本论文创新点
第2章 实验过程
    2.1 陶瓷试样的制备
        2.1.1 实验所用原料
        2.1.2 制备工艺
    2.2 陶瓷试样性能表征
        2.2.1 陶瓷试样密度测试
        2.2.2 压电陶瓷显微结构分析
        2.2.3 压电陶瓷物相分析
        2.2.4 压电陶瓷结构分析
        2.2.5 压电陶瓷铁电性能分析
        2.2.6 压电陶瓷介电性能分析
        2.2.7 压电陶瓷压电性能分析
第3章 NBT-x%BT结构与性质的研究
    3.1 NBT-x%BT陶瓷显微结构
    3.2 NBT-x%BT陶瓷试样晶体结构
        3.2.1 NBT(x=0)陶瓷晶体结构
        3.2.2 NBT陶瓷介电、铁电与压电性能
        3.2.3 NBT-x%BT显微结构
    3.3 本章小结
第4章 A位掺杂对NBT-x%BT陶瓷结构与性能影响
    4.1 Mg²⁺掺杂对NBT-x%BT的影响
        4.1.1 NBT-x%(Ba,Mg)T陶瓷的结构
        4.1.2 NBT-x%(Ba,Mg)T陶瓷介电、铁电、储能性能
    4.2 Ca²⁺掺杂对NBT-x%BT的影响
        4.2.1 NBT-x%(Ba,Ca)T陶瓷的结构
        4.2.2 NBT-x%(Ba,Ca)T陶瓷的介电、铁电、储能性能
    4.3 Sr²⁺掺杂对NBT-x%BT的影响
        4.3.1 NBT-x%(Ba,Sr)T陶瓷的结构
        4.3.2 NBT-x%(Ba,Sr)T陶瓷的介电、铁电、储能性能
    4.4 本章小结
第5章 离子半径对TiO₆八面体倾转的影
    5.1 NBT-x%BT相结构Ti O₆八面体状态
        5.1.1 NBT不同结构Ti O₆八面体结构
    5.2 A位掺杂Ba²⁺对NBT结构的影响
    5.3 A位离子半径对NBT-x%BT拉曼散射的影响
    5.4 Ti-O化学键的变化对陶瓷性能的影响
    5.5 本章总结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者在攻读硕士期间主要研究成果
致谢



本文编号：3885563