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高居里温度BaTiO3基无铅热敏陶瓷的研究进展

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沈阳工业大学学报 2024年第5期46卷 710-721页

作者：王占杰金忱沈阳工业大学材料科学与工程学院

钛酸钡（BaTiO3）基正温度系数电阻（PTCR）陶瓷材料由于具有独特的电阻-温度特性，被广泛用于制作各种热敏电阻器件。随着电子材料及元器件无铅化的要求日益迫切，高居里温度BaTiO3基PTCR陶瓷的无铅化是必然发展趋势。介绍了PTCR效应... 详细信息

钛酸钡（BaTiO3）基正温度系数电阻（PTCR）陶瓷材料由于具有独特的电阻-温度特性，被广泛用于制作各种热敏电阻器件。随着电子材料及元器件无铅化的要求日益迫切，高居里温度BaTiO3基PTCR陶瓷的无铅化是必然发展趋势。介绍了PTCR效应的物理机制、BaTiO3基PTCR陶瓷材料的性能指标及其影响因素，综述了高居里温度无铅BaTiO3基PTCR陶瓷材料的研究进展，讨论了提高无铅BaTiO3基PTCR陶瓷材料性能的策略与途径，以促进这一领域的进一步发展。

关键词：钛酸钡热敏电阻 PTCR效应高居里温度无铅化发展化学组成微结构

高居里温度铋层状结构钛钽酸铋（Bi3TiTaO9）的压电、介电和铁电特性

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物理学报 2019年第14期68卷 342-349页

作者：郑隆立齐世超王春明石磊山东省实验中学济南250001 山东大学物理学院晶体材料国家重点实验室济南250100 山东大学泰山学堂济南250100

随着现代信息技术的飞速发展,压电材料的应用范围进一步拓展,使用的温度环境越来越严苛,在一些极端环境下对压电材料的服役性能提出了新的挑战.因此研究具有高居里温度同时具有较强压电性能的压电材料,是迫切需要解决的问题.本文利用普... 详细信息

随着现代信息技术的飞速发展,压电材料的应用范围进一步拓展,使用的温度环境越来越严苛,在一些极端环境下对压电材料的服役性能提出了新的挑战.因此研究具有高居里温度同时具有较强压电性能的压电材料,是迫切需要解决的问题.本文利用普通陶瓷工艺制备了高居里温度铋层状结构钛钽酸铋Bi3TiTaO9+x wt.%CeO2(x=0—0.8,简写为BTT-10xCe)压电陶瓷,研究了钛钽酸铋陶瓷的压电、介电和铁电特性.压电特性研究表明,稀土Ce离子的引入可以提高BTT陶瓷的压电性能,BTT-6Ce(x=0.6)陶瓷具有最大的压电系数d33~16.2 pC/N,约为纯的BTT陶瓷压电系数(d33~4.2 pC/N)的4倍.介电特性研究显示,BTT和BTT-6Ce(x=0.6)陶瓷均具有高的居里温度,Tσ分别为890℃和879℃,同时稀土Ce离子的引入降低了BTT陶瓷的高温介电损耗tanδ.铁电特性研究表明,稀土Ce离子的引入提高了BTT陶瓷的极化强度.在180℃温度下和110 kV/cm的电场驱动下,BTT和BTT-6Ce(x=0.6)陶瓷的矫顽场Ec分别为53.8 kV/cm和57.5 kV/cm,剩余极化强度Pr分别为3.4μC/cm^2和5.4μC/cm^2.退火实验显示:稀土Ce离子组分优化的BTT压电陶瓷经800℃的高温退火后,仍具有优异的压电性能温度稳定性.研究结果表明,BTT-6Ce(x=0.6)陶瓷兼具高的居里温度Tc约为879℃和强的压电性能d33约为16.2 pC/N、较好的压电性能温度稳定性,是一类压电性能优异的高温压电陶瓷.

关键词：铋层状结构铁电体 Bi3TiTaO9 压电陶瓷高居里温度

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高居里温度压电材料研究进展

压电与声光 2012年第1期34卷 100-105页

作者：刘军凯海军驻西安八七二厂军事代表室陕西西安710065

目前在能源工业、航空航天、汽车等领域,对可在高温环境中稳定可靠工作的压电器件需求迫切。高居里温度压电材料是是高温压电器件核心敏感元件,对高温压电材料研究也越来越受重视。该文对具有高居里温度压电材料的结构和性能特点做出简... 详细信息

目前在能源工业、航空航天、汽车等领域,对可在高温环境中稳定可靠工作的压电器件需求迫切。高居里温度压电材料是是高温压电器件核心敏感元件,对高温压电材料研究也越来越受重视。该文对具有高居里温度压电材料的结构和性能特点做出简要分析,并概述高温压电材料的研究进展,总结了今后的发展方向和热点问题。

关键词：高居里温度压电陶瓷压电晶体压电常数电阻率

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高居里温度弛豫基铁电单晶的研究进展

功能材料 2004年第Z1期35卷 1250-1256页

作者：段子青许桂生王晓锋杨丹凤中国科学院上海硅酸盐研究所人工晶体中心上海201800 中国科学院上海硅酸盐研究所人工晶体中心上海201800 中国科学院上海硅酸盐研究所人工晶体中心上海201800 中国科学院上海硅酸盐研究所人工晶体中心上海201800

传统压电铁电材料已不能满足工业发展的需要,高居里温度弛豫基铁电单晶将是下一步铁电压电材料发展的趋势.PINT、PYNT、BSPT和BS-BG-PT单晶等几种高居里温度弛豫基铁电单晶的研究已经开展,它们均表现出优良的性能;但其研究仍处于初步阶... 详细信息

传统压电铁电材料已不能满足工业发展的需要,高居里温度弛豫基铁电单晶将是下一步铁电压电材料发展的趋势.PINT、PYNT、BSPT和BS-BG-PT单晶等几种高居里温度弛豫基铁电单晶的研究已经开展,它们均表现出优良的性能;但其研究仍处于初步阶段,存在很多问题有待解决,如晶体尺寸小,性能研究不完善,材料成本高等.大尺寸高质量单晶的生长、结构性能的深化研究以及新体系的探索将是下一步高居里温度弛豫基铁电单晶的研究重点.

关键词：高居里温度弛豫基铁电体单晶

BYPT高居里温度压电陶瓷结构与性能的研究

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压电与声光 2008年第4期30卷 477-479,482页

作者：成丽红高峰洪荣子刘佳骥田长生西北工业大学材料学院陕西西安710072

采用固相合成法制备了BiYbO3-PbTiO3(BYPT)压电陶瓷材料,研究了不同含量的BiYbO3对BYPT陶瓷显微组织结构及电性能的影响规律。结果表明,BYPT陶瓷由钙钛矿相和Yb2Ti2O7两相组成,随着BiYbO3含量的增加,BYPT陶瓷中Yb2Ti2O7相逐渐增多。居... 详细信息

采用固相合成法制备了BiYbO3-PbTiO3(BYPT)压电陶瓷材料,研究了不同含量的BiYbO3对BYPT陶瓷显微组织结构及电性能的影响规律。结果表明,BYPT陶瓷由钙钛矿相和Yb2Ti2O7两相组成,随着BiYbO3含量的增加,BYPT陶瓷中Yb2Ti2O7相逐渐增多。居里温度TC和介电常数rε随着BiYbO3含量的增加先增加后减少,介电损耗tanδ则先减少后增加,在BiYbO3的摩尔分数为10%时性能达到最佳,其TC、rε和tanδ分别为590℃、660和0.017。

关键词： BiYbO3-PbTiO3(BYPT) 高居里温度相结构电性能

CaTiO_3掺杂PbNb_2O_6高居里温度压电陶瓷的研究

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人工晶体学报 2007年第2期36卷 353-357页

作者：李月明程亮张玉平廖润华顾幸勇景德镇陶瓷学院景德镇333001

采用传统电子陶瓷的制备方法，系统研究了（1-x）PbNb2O6-xCaTiO3（x=0、0．01、0．02、0．03、0．04）系高居里温度压电陶瓷。XRD分析表明，x=0时，材料只能形成三方非铁电相钨青铜结构，而x在0．01～0．04mol范围内均能形成钨青铜型... 详细信息

采用传统电子陶瓷的制备方法，系统研究了（1-x）PbNb2O6-xCaTiO3（x=0、0．01、0．02、0．03、0．04）系高居里温度压电陶瓷。XRD分析表明，x=0时，材料只能形成三方非铁电相钨青铜结构，而x在0．01～0．04mol范围内均能形成钨青铜型固溶体，利用XRD数据计算了晶体的晶格常数随x的变化，发现随着CaTiO3含量增加，晶胞体积减小。陶瓷材料的居里温度测试结果表明该体系具有高的居里温度（Tc〉400℃）。测试了不同组成陶瓷的压电、介电性能，CaTiO3的掺杂量为x=0．03时陶瓷样品的压电常数达到d33=64pC／N，平面机电耦合系数kp=0．269，材料的介电常数ε33^T／ε0=293，介质损耗tanδ=0．021，居里温度Tc=570℃，该组成具有优异的压电性能，适合于高温环境下的使用。

关键词： PbNb2O3 掺杂压电陶瓷高居里温度

掺杂MnO_2的(Pb_(1-x)Ba_x)Nb_2O_6高居里温度压电陶瓷研究

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稀有金属材料与工程 2007年第A1期36卷 431-434页

作者：李月明张玉平程亮廖润华顾幸勇景德镇陶瓷学院江西景德镇333001

采用传统电子陶瓷的制备方法,制备出掺杂0.3%(质量分数,下同)MnO2的(Pb1-xBax)Nb2O6高居里温度压电陶瓷。X射线衍射分析表明:x=0时,形成三方钨青铜型固溶体,x=0.01～0.08时,均形成斜方钨青铜型固溶体。利用XRD数据计算了晶体的晶格常数... 详细信息

采用传统电子陶瓷的制备方法,制备出掺杂0.3%(质量分数,下同)MnO2的(Pb1-xBax)Nb2O6高居里温度压电陶瓷。X射线衍射分析表明:x=0时,形成三方钨青铜型固溶体,x=0.01～0.08时,均形成斜方钨青铜型固溶体。利用XRD数据计算了晶体的晶格常数随x的变化,发现随着x含量的增加,晶格常数略有提高,晶胞体积逐渐增大。陶瓷材料的居里温度测试结果表明该体系具有较高的居里温度Tc(490～550℃)。测试了不同组成陶瓷的压电、介电性能,在x=0.05时陶瓷的压电常数d33达到最大值(70pC/N),平面机电耦合系数kp为36.4%,材料的介电常数ε33T/ε0=350,介质损耗tanδ=1%,该组成具有优异的压电性能,适合于高温环境下使用。

关键词： PbNb2O6 掺杂压电陶瓷高居里温度

BiScO_3-Bi(Zn_(1/2)Ti_(1/2))O_3-PbTiO_3高居里温度压电陶瓷介电压电性能研究

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功能材料 2016年第5期47卷 116-120页

作者：张强李振荣西安建筑科技大学功能材料研究所西安710055 西安交通大学国际电介质中心西安710049

采用传统陶瓷工艺制备(1-x)Bi(Sc_(0.9)(Zn_(1/2)Ti_(1/2))_(0.1))O_3-xPbTiO_3(BS-0.1BZT-xPT)陶瓷试样。研究了BZT含量为0.1%(摩尔分数)时,不同PT含量BS-0.1BZT-xPT压电陶瓷结构、介电和压电性能的变化规律。研究表明,随着PT含量增加,试样从三方相向四方相转变;当PT含量为0.60~0.62之间时,试样处在三方到四方的过渡区。当PT量为0.6时,试样压电性能达到最大值(d33=250pC/N,kp=43%)。当PT量增加,试样居里温度呈上升趋势,εr max值先增加后减小。当PT含量为0.60时,试样铁电性能达到最大值,Pr=34.4μC/cm^2,Ec=19.2kV/cm。

关键词：压电陶瓷高居里温度铁电性能

偏铌酸铅基高居里温度压电陶瓷的制备工艺及改性研究

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偏铌酸铅基高居里温度压电陶瓷的制备工艺及改性研究

作者：张瑜陕西师范大学

学位级别：硕士

高温压电陶瓷材料,必须在较高的温度下不发生结构相变而影响其压电性能,且各项性能参数在较宽的温度范围内必须保持稳定,能长期处于高温状态下工作。本文以PbNb2O6基高温压电陶瓷为研究对象,采用标准电子陶瓷工艺,研究了工艺参数对陶瓷... 详细信息

高温压电陶瓷材料,必须在较高的温度下不发生结构相变而影响其压电性能,且各项性能参数在较宽的温度范围内必须保持稳定,能长期处于高温状态下工作。本文以PbNb2O6基高温压电陶瓷为研究对象,采用标准电子陶瓷工艺,研究了工艺参数对陶瓷电学性能的影响;研究了A、B位取代及氧化物掺杂对陶瓷相结构、显微组织及电学性能的影响,获得以下结果： (1)研究了制备工艺对Pb0.925Ba0.075Nb2O6—x wt%TiO2(x=0.4,0.5)陶瓷电学性能的影响。①研究了陶瓷圆片的密度与尺寸对其径向谐振频率的影响,结果表明,陶瓷圆片的径向谐振频率与样品的密度,直径及厚度成反比。②研究了压力大小对样品的尺寸及密度的影响。压力小,样品的直径小,密度也较低。通过压力大小可以调节样品的径向谐振频率。而压力过小将降低陶瓷的密度,对后期极化处理不利。最佳压强为8-10Mpa。③研究了极化温度对陶瓷样品压电性能的影响。研究结果表明,在极化电场和极化时间相同的情况下,极化温度越高,电畴越趋于定向排列,极化效果越好。而极化温度过高将导致陶瓷体电阻率降低,漏电流增大,甚至会导致击穿。最佳极化温度为175℃至185℃。 (2)采用标准电子陶瓷工艺制备了(Pb0.985La0.01)1+y(Nb1-yTiy)2O6(0≤y≤0.1)(PLNT)陶瓷。通过X射线衍射(XRD)以及扫描电镜(SEM)研究了陶瓷的相结构以及显微组织。烧结温度在1250。C至12900C范围内所有样品均形成正交铁电相。预烧过程中,高Ti含量样品中所含过量的PbO促进了正交相的形成,此外,Ti4+取代Nb5+所引起的高的容忍因子也促进了正交相的稳定。随着Ti的加入,PLNT陶瓷的晶粒逐渐由长柱状变为等轴状,气孔减少,晶粒间结合紧密,陶瓷的致密度得到提高。通过对PLNT陶瓷的介电和压电性能的测试结果表明,Ti取代Nb5+,使介电常数及损耗降低,居里温度升高,压电常数变大。当y=0.075时,εr=182, tanδ=0.18%, d33=84pC/N, Tc=564℃。综合性能优良。Ti和La双取代偏铌酸铅陶瓷可被应用在高温和高频环境下的超声换能器中。 (3)采用标准电子陶瓷工艺制备了Pb0.97La0.02(Nb0.95Ti0.0625)2O6+x wt%TiO2(0≤x≤2) (PLNT-x T)陶瓷。研究表明：Ti02的加入提高了陶瓷的体密度;XRD表明在1230。C至1290。c范围内烧结的所有样品均形成了正交铁电相,Ti4+进入晶体结构;SEM显示Ti02掺杂后晶粒被细化,晶粒间结合紧密。少量的Ti02加入后,部分Ti4+取代Nb5+进入B位,增强了陶瓷的铁电性,使居里温度升高,压电性能提高。Ti02的含量逐渐增多时,部分Ti4+进入了未充满的A位及C位,晶体中将会产生Pb空位来维持电价平衡,Pb空位抑制了陶瓷的长程耦合作用,降低了陶瓷的居里温度。x=0.4为最佳组分,该样品表现出优良的电学性能：εr=40, tanδ= 0.006, Tc=498℃, d33=82pC/N,可高温高频环境下使用。

关键词：偏铌酸铅高居里温度介电性能压电性能铁电性能