壓電陶瓷作為一種力-電轉(zhuǎn)換功能陶瓷材料,常用于制造換能器、濾波器和能量收集器等電子元器件。由于環(huán)保的要求,人們希望用無鉛陶瓷逐漸取代鉛基陶瓷。鈦酸鉍鈉(Bi_0.5Na_0.5)TiO₃（BNT）基無鉛壓電陶瓷的性能具有優(yōu)異的可塑性,因此發(fā)展前景好。本文首先在BNT中添加鈦酸鋇BaTiO₃（BT）形成二元固溶體系,研究了其性能變化。然后在0.94BNT-0.06BT的基礎上,研究非化學計量改性、添加(Bi_0.5K_0.5)TiO₃（BKT）形成三元固溶體系以及Nb₂O₅摻雜這類組分改性對陶瓷結(jié)構(gòu)和性能的影響。然后,通過還原熱處理使0.94BNT-0.06BT形成撓曲電效應,研究了還原熱處理對結(jié)構(gòu)和性能的影響。在此基礎上將組分和結(jié)構(gòu)改性方式結(jié)合,獲得具有高壓電性能的壓電陶瓷。實驗通過固相法合成BNT-BT陶瓷,預燒溫度850℃,燒結(jié)溫度1150¹200℃。研究發(fā)現(xiàn)BT含量為6%... 

【文章來源】：江蘇大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 壓電材料
    1.3 鐵電材料
    1.4 鈦酸鉍鈉基陶瓷及其改性研究概況
        1.4.1 鈦酸鉍鈉陶瓷簡介
        1.4.2 鈦酸鉍鈉-鈦酸鋇陶瓷簡介
        1.4.3 鈦酸鉍鈉-鈦酸鋇陶瓷的改性研究
    1.5 材料撓曲電效應研究概況
        1.5.1 撓曲電效應簡介
        1.5.2 撓曲電效應的研究歷程
        1.5.3 撓曲電系數(shù)的測量
        1.5.4 利用還原熱處理在陶瓷材料中產(chǎn)生撓曲電
    1.6 課題的研究意義和主要內(nèi)容
2 鈦酸鉍鈉—鈦酸鋇陶瓷的制備與表征
    2.1 原料和儀器
    2.2 實驗過程
        2.2.1 固相法制備樣品
        2.2.2 單面還原熱處理
    2.3 表征與測試
        2.3.1 X射線衍射
        2.3.2 掃描電鏡
        2.3.3 鐵電分析
        2.3.4 介電分析
        2.3.5 壓電分析
3 (1-x)(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_3-xBaTiO_3 無鉛陶瓷的性能和撓曲電增強研究
    3.1 引言
    3.2 (1-x)BNT-xBT陶瓷的結(jié)構(gòu)和性能
        3.2.1 (1-x)BNT-xBT陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)和微觀形貌
        3.2.2 (1-x)BNT-xBT陶瓷的性能
    3.3 還原0.94BNT-0.06BT陶瓷的撓曲電增強研究
        3.3.1 還原0.94BNT-0.06BT陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)和微觀形貌
        3.3.2 還原0.94BNT-0.06BT陶瓷的性能
    3.4 本章小結(jié)
4 0.94 (Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_3-0.06BaTiO_3無鉛壓電陶瓷的非化學計量改性和撓曲電增強研究
    4.1 引言
    4.2 A位缺失對陶瓷結(jié)構(gòu)和性能的影響
        4.2.1 (BN)_(0.94-x)T-0.06BT陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)和微觀形貌
        4.2.2 A位缺失對陶瓷性能的影響
    4.3 還原BN_(0.93)T-0.06BT陶瓷的撓曲電增強研究
        4.3.1 BN_(0.93)T-0.06BT陶瓷的還原溫度
        4.3.2 還原BN_(0.93)T-0.06BT陶瓷的性能
    4.4 本章小結(jié)
5 0.94 (Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_3-0.06BaTiO_3 無鉛壓電陶瓷的(Bi_(0.5)K_(0.5))TiO_3 改性和撓曲電增強研究
    5.1 引言
    5.2 BKT固溶量對陶瓷結(jié)構(gòu)與性能的影響
        5.2.1 (0.94-x)BNT-xBKT-0.06BT陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)和微觀形貌
        5.2.2 不同BKT固溶量對性能的影響
    5.3 還原0.86BNT-0.08BKT-0.06BT陶瓷的撓曲電增強研究
        5.3.1 0.86 BNT-0.08BKT-0.06BT陶瓷的還原溫度
        5.3.2 還原0.86BNT-0.08BKT-0.06BT陶瓷的性能
    5.4 本章小結(jié)
6 0.94 (Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_3-0.06BaTiO_3無鉛壓電陶瓷的Nb_2O_5 摻雜改性和撓曲電增強研究
    6.1 引言
    6.2 Nb_2O_5 摻雜量對陶瓷結(jié)構(gòu)與性能的影響
        6.2.1 0.94 BNT-0.06BT-xmol%Nb~(5+)陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)和表面形貌
        6.2.2 不同Nb_2O_5 摻雜量對性能的影響
    6.3 還原0.94BNT-0.06BT-0.8mol%Nb~(5+)陶瓷的撓曲電增強研究
        6.3.1 0.94 BNT-0.06BT-0.8mol%Nb~(5+)陶瓷的還原溫度
        6.3.2 還原0.94BNT-0.06BT-0.8mol%Nb~(5+)陶瓷的性能
    6.4 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的主要論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Gd3+、Nb5+摻雜鋯鈦酸鋇陶瓷結(jié)構(gòu)及介電性能的研究[J]. 董子紅.  陶瓷. 2019(09)
[2]晶態(tài)材料中的撓曲電效應:現(xiàn)狀與展望[J]. 舒龍龍,梁任宏,喻彥卓,黃文彬,魏曉勇,李飛,江小寧,姚熹,王雨.  現(xiàn)代技術陶瓷. 2018(04)
[3](0.94-x)Bi0.5Na0.5TiO3-x(K0.9Na0.1)NbO3-0.06BaTiO3無鉛陶瓷的結(jié)構(gòu)與電儲能特性研究[J]. 洪璐,沈宗洋,李月明,王竹梅,洪燕,駱雯琴.  中國陶瓷. 2016(08)
[4]《無機材料科學基礎》的教學實踐與方法探討[J]. 楊涵崧,趙淑金,李國晶.  長春理工大學學報(高教版). 2009(09)
[5]A位元素非化學計量Bi0.5（Na,K）0.5TiO3-BiFeO3壓電陶瓷[J]. 周昌榮,劉心宇,楊桂華,江民紅.  硅酸鹽學報. 2009(09)
[6]固相法和水熱法制備BNT無鉛壓電陶瓷及其性能表征[J]. 郭華,王秀峰,朱孔軍,裘進浩,季宏麗.  陜西科技大學學報(自然科學版). 2009(04)
[7]燒結(jié)工藝對Sr0.3Ba0.7Bi3.7La0.3Ti4O15陶瓷顯微結(jié)構(gòu)及介電性能的影響[J]. 何新華,鄭敏貴,陳志武.  稀有金屬材料與工程. 2009(S1)
[8]Nb5+摻雜量對鈦酸鉍鋇微結(jié)構(gòu)及性能的影響[J]. 左寒松,楊永順,郭俊卿,劉祎冉.  電子元件與材料. 2008(09)
[9]錳摻雜對(Na0.5Bi0.5)TiO3-BaTiO3-(K0.5Bi0.5)TiO3陶瓷介電和壓電性能的影響[J]. 陳建華,屈紹波,高坤華,裴志斌,朱林戶.  稀有金屬材料與工程. 2006(11)
[10]鈦酸鉍鈉-鈦酸鋇系無鉛壓電陶瓷的壓電性能[J]. 廖梅松,陳文,徐慶,周靜,李月明.  壓電與聲光. 2005(06)

碩士論文
[1]BW-NDC/非化學計量LSGM電解質(zhì)的制備及電性能研究[D]. 王建邱.長春工業(yè)大學 2019
[2]Al3+、Nb5+、Zn2+摻雜對(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3無鉛壓電陶瓷結(jié)構(gòu)和電學性能的影響[D]. 邱燕子.陜西師范大學 2018
[3]鈦酸鉍鈉基陶瓷材料電學性能的研究[D]. 尚玉黎.湖北大學 2014
[4]鈦酸鉍鈉基無鉛壓電陶瓷的摻雜改性研究[D]. 秦梅寶.陜西師范大學 2012
[5]Bi的非化學計量對(Na0.5Bi0.5)0.93Ba0.07TiO3壓電陶瓷結(jié)構(gòu)和電學性能的影響[D]. 徐蘇龍.武漢理工大學 2006



本文編號：3189922