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Effects of Li Substitution and Sintering Temperature on Properties of Bi0.5（Na,K）0.5TiO3 Lead-Free Piezoelectric Ceramics

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Chinese Physics Letters 2008年第10期25卷 3776-3778页

作者：明保全王矜奉臧国忠 School of Physics Shandong University Jinan 250100 School of Material Science and Engineering Liaocheng University Liaocheng 252059

Bi0.5 （Na0.72K0.28- x Lix ）0.5 TiO3 （BNKLT- 100x） lead-free piezoelectric ceramics are synthesized by conventional solid state sintering techniques. The dielectric and piezoelectric properties of the BNKLT-100x ceramics as a function of Li content are systematically investigated. It is found that not only Li content but also the sintering temperature has a strong effect on the piezoelectric properties of BNKLT. The piezoelectric constant d33 Of BNKLT varies from 120 to 252pC/N in the Li content range from 0.03 to 0.16. In the sintering temperature range from 1080 to 1130℃, the d33 value of BNKLT-6 changes from 200pC/N to 252pC/N. The BNKLT-6 sample sintered at 1100℃ has the highest piezoelectric constant d33 of 252pC/N, with the electromechanical coupling factors kp of 0.32 and kt of 0.44.

关键词： the power-law exponents precipitation durative abrupt precipitation change

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高次泛音比法测定厚度振动机电耦合系数

压电与声光 2006年第4期28卷 466-468,471页

作者：盖志刚王矜奉杜鹃任晓峰臧国忠明保全山东大学物理与微电子学院晶体材料国家重点实验室山东济南250100

压电振子低频振动模式的高次泛音易与厚度振动模式的基频相耦合,导致厚度振动的基音串联谐振频率不能精确测量(或无法测量),造成传统泛音比法测定压电振子的机电耦合系数的精度和一致性变差或无法进行测定。为了克服传统泛音比法的这一... 详细信息

压电振子低频振动模式的高次泛音易与厚度振动模式的基频相耦合,导致厚度振动的基音串联谐振频率不能精确测量(或无法测量),造成传统泛音比法测定压电振子的机电耦合系数的精度和一致性变差或无法进行测定。为了克服传统泛音比法的这一弊端,提出了测定压电振子厚度振动机电耦合系数的高次泛音比法。此法通过测定3次和3次以上的高次串联谐振频率,用高次泛音比来测定压电振子厚度振动机电耦合系数。实验表明,与传统泛音比法相比,高次泛音比法具有精确度高和一致性好的明显优势。为了便于高次泛音比法的应用,提供了高次泛音比和机电耦合系数的对应表。

关键词：机电耦合系数基音串联谐振频率泛音比法高次泛音比法

（1-y）[（Na0.96-xKxLi0.04）0.5Bi0.5]TiO3-yBa（Zr0.055Ti0.945）O3无铅压电陶瓷的压电介电特性

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功能材料 2007年第A2期38卷 716-719页

作者：盖志刚王矜奉苏文斌亓鹏杜鹃明保全郑立梅山东大学物理与微电子学院晶体材料国家重点实验室山东济南250100

对（1-y）[（Na0.80K0.16Li0.04）0.5Bi0.5]TiO3-yBa（Zr0.055Ti0.945）O3无铅压电陶瓷进行了系统研究，获得压电应变常数d33高达185（pC/N）的0．94[（Na0.80K0.16Li0.04）0.5Bi0.5]TiO3-yBa（Zr0.055Ti0.945）O3压电陶瓷。还研究了该材料[（Na0.96-xKxLi0.04）0.5Bi0.5]TiO3-yBa（Zr0.055Ti0.945）O3的性质随K含量的变化．随着Ba（Zr0.055Ti0.945）O3含量的增加，该陶瓷材料的介电温谱峰值向左移动，其介电峰温度缓慢降低；与此相反，随着K掺杂量的增加，该陶瓷材料的介电温谱峰值却向右明显移动，其介电峰温度明显升高。

关键词：无铅压电陶瓷介电常数介电损耗压电性能

Na补偿的(Na,Bi)TiO_3-Ba(Zr,Ti)O_3无铅压电陶瓷

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压电与声光 2006年第4期28卷 431-433页

作者：杜鹃王矜奉赵明磊明保全盖志刚郑立梅徐庆山东大学物理与微电子学院晶体材料国家重点实验室山东济南250100 武汉理工大学材料学院湖北武汉430070

研究了(1-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3-yBa(ZrxTi1-x)O3无铅压电陶瓷,获得压电应变常数d33高达185 pC/N的0.94(Na0.5Bi0.5)TiO3-0.06Ba(Zr0.055Ti0.945)O3压电陶瓷。添加0.04%摩尔过量Na2CO3的0.94(Na0.5Bi0.5)TiO3-0.06Ba(Zr0.055Ti0.945)O3高性能压电陶瓷d33高达195 pC/N。研究发现添加Na2CO3添加量至0.04%摩尔,Na起到软性添加物的作用,添加量超过0.04%,Na起到硬性添加物的作用.理论解释了过量Na的这一特性.为了降低介电损耗,对0.94(Na0.5Bi0.5)TiO3-0.06 Ba(Zr0.055Ti0.945)O3陶瓷进行了(Ce,Mn)掺杂改性研究。

关键词：无铅压电陶瓷介电常数介电损耗相变

Phase Transition and High Piezoactivity of Sr Doped Lead-Free （Na0.53K0.422Li0.048）（Nb0.89Sb0.06Wa0.05）O3 Ceramics

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Chinese Physics Letters 2008年第7期25卷 2573-2576页

作者：郑立梅王矜奉明保全亓鹏杜鹃 School of Physics State Key laboratory of Crystal Materials Shandong University Jinan 250100

Lead-free piezoelectric ceramics （Na0.53K0.422Li0.048 ）（Nb0.89Sb0.06 Ta0.05 ）03 （NKLNST）＋ x tool SrCO3 are prepared by conventional solid state sintering method. The specimens with pure perovskite structure show tetragonal phase at x 〈 0.01, and become pseudo-cubic phase at x 〉 0.02. A lattice parameter discontinuity is found in the specimens with 0.004 〈 x 〈 0.0075, along with a great improvement in piezoactivity. The 0.004 mol SrCO3 added NKLNST ceramics possesses outstanding performances of kp = 0.53, kt = 0.26, and d33=309 pC/N. Moreover, the Sr^2＋ modification inhibits the gra/n growth, decreases the Curie temperature, and induces a diffuse phase transition.

关键词： Phase Transition PIEZOELECTRIC PROPERTIES ceramic

高性能(Na0.52K0.48-x)(Nb1-x-yTayO3)-xLiSbO3无铅压电陶瓷

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高性能(Na0.52K0.48-x)(Nb1-x-yTayO3)-xLiSbO3无铅压电陶瓷

Phase Transition and High Piezoactivity of Sb Doped （Na0.53K0.435Li0.035）Nb0.94Ta0.06 O3 Lead-Free Ceramics

中国电子学会第十四届电子元件学术年会

作者：明保全王矜奉亓鹏山东大学物理与微电子学院

采用传统电子陶瓷工艺制备了无铅压电陶瓷(Na0.52K0.4(?)-x)(Nb1-x-yTayO3)xLiSbO3。实验结果表明, LiSbO3与Ta5+的引入提高了陶瓷的压电性能,在一定配比范围内,材料为正交、四方相共存的钙钛矿结构, 在此范围内材料的压电常数d33在288-... 详细信息

采用传统电子陶瓷工艺制备了无铅压电陶瓷(Na0.52K0.4(?)-x)(Nb1-x-yTayO3)xLiSbO3。实验结果表明, LiSbO3与Ta5+的引入提高了陶瓷的压电性能,在一定配比范围内,材料为正交、四方相共存的钙钛矿结构, 在此范围内材料的压电常数d33在288-308pC／N,机电耦合系数kp、kt分别达到51%、47％。介电损耗tg 为 2．0％,居里温度在310-365℃之间。

关键词：无铅压电陶瓷铌酸盐机电耦合系数居里温度

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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Chinese Physics Letters 2007年第12期24卷 3535-3538页

作者：亓鹏王矜奉明保全王春明梁兴华 School of Physics Shandong University Ji'nan 250100 Foxconn Technology Group Yantai 264006

Lead-free piezoelectric ceramics with the composition of （Na0.53K0.435Li0.035）Nb0.94Ta0.06 O3 （NKLNST） axe synthesized by a conventional solid-state sintering process. An MPB-like region between orthorhombic and pseudocubic phases is found in this system. The density, piezoelectric and dielectric properties axe enhanced greatly in this region. A composition （Na0.53K0.435Li0.035）（Nb0.94Ta0.06）O3 is found to have excellent electrical properties： d33 = 320pC/N, kp= 49% and kt =43%, as well as relatively low loss, tan δ=4.2%, and high relative density higher than 96%, which indicate that this ceramics is a promising lead-free piezoceramics replacing for lead zirconate titanate.

关键词： thermoelectric half-Heusler compounds thermal conductivity

无铅无铋压电陶瓷(Na_(0.5)K_(0.44)Li_(0.06))Nb_(0.95)Sb_(0.05)O_(3^(-))Na_(5.6)Cu_(1.2)Sb_(10)O_(29)研究

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科学通报 2006年第16期51卷 1955-1957页

作者：郑立梅王矜奉臧国忠赵明磊亓鹏杜鹃苏文斌明保全山东大学物理与微电子学院晶体材料国家重点实验室济南250100

提出重点研制无铅无铋压电陶瓷的建议,并采用传统的固相反应法,制备了新的助烧剂Na5.6Cu1.2Sb10O29及(Na0.5K0.44Li0.06)Nb0.95Sb0.05O3无铅无铋压电陶瓷,研究了助烧剂对该压电陶瓷性能的影响.添加适量助烧剂,可以提高压电陶瓷的致密度... 详细信息

提出重点研制无铅无铋压电陶瓷的建议,并采用传统的固相反应法,制备了新的助烧剂Na5.6Cu1.2Sb10O29及(Na0.5K0.44Li0.06)Nb0.95Sb0.05O3无铅无铋压电陶瓷,研究了助烧剂对该压电陶瓷性能的影响.添加适量助烧剂,可以提高压电陶瓷的致密度,降低介电损耗,明显提高压电活性.添加摩尔百分比为0.4%Na5.6Cu1.2Sb10O29的样品,压电常数可达到261pC/N,机电耦合系数k33高达60%以上.这些结果表明,添加了助烧剂Na5.6Cu1.2Sb10O29的(Na0.5K0.44Li0.06)Nb0.95Sb0.05O3是具有很好应用前景的无铅无铋压电陶瓷.

关键词：无铅压电陶瓷铌酸盐钽酸盐机电耦合系数相变

TiO_2掺杂导致的SnO_2压敏陶瓷晶粒尺寸效应

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电子元件与材料 2004年第6期23卷 20-22,27页

作者：明保全王矜奉陈洪存苏文斌臧国忠高建鲁山东大学物理与微电子学院山东济南250100 济南安太电子研究所山东济南250010

研究了TiO2掺杂对SnO2-Co2O3-Nb2O5系压敏陶瓷材料电学性能的影响。掺入x(TiO2)为1.00%的陶瓷样品具有最高的密度(r = 6.82 g/cm3),最高的视在势垒电场(EB= 476 V/mm),最高的非线性系数(a = 11.0),最小的相对介电常数。未掺杂的样品阻... 详细信息

研究了TiO2掺杂对SnO2-Co2O3-Nb2O5系压敏陶瓷材料电学性能的影响。掺入x(TiO2)为1.00%的陶瓷样品具有最高的密度(r = 6.82 g/cm3),最高的视在势垒电场(EB= 476 V/mm),最高的非线性系数(a = 11.0),最小的相对介电常数。未掺杂的样品阻抗最大。随TiO2掺杂量的增加晶粒逐渐变小,晶粒尺寸的减小归因于未固溶于SnO2晶格而偏析在晶界上的TiO2阻碍相邻SnO2晶粒融合。为了解释SnO2-Co2O3-Nb2O5-TiO2系电学非线性性质的根源,对前人的晶界缺陷势垒模型进行了修正。

关键词：压敏材料二氧化锡电学性能晶粒尺寸缺陷势垒模型 TiO2掺杂 SnO2