CaBi 2 Nb 2 O 9 鉍層狀高溫壓電陶瓷的摻雜改性與性能增強研究
發(fā)布時間：2021-07-13 05:38
鉍層狀結構鐵電材料因具有自發(fā)極化大、居里溫度高、介電損耗低、抗疲勞特性好和老化率低等優(yōu)點,因此在鐵電存儲、高溫壓電傳感器等方面具有較大的應用價值。其結構和化學組成與電性能密切相關,如鐵電性主要源于類鈣鈦礦層(Am-1Bm O3m+1)2-中的B位陽離子的偏移、氧八面體沿c軸的傾側及氧八面體在a-b面內的旋轉,但由于自身晶體結構的限制,其自發(fā)極化的旋轉只能在a-b平面內二維轉動,壓電性能不高。研究發(fā)現,用化合價或離子半徑相近的元素摻雜來調整其化學組成及微觀結構,能有效地改善鐵電材料的電性能。根據元素在類鈣鈦礦層中取代的位置不同,摻雜改性主要有A位、B位、A/B位復合摻雜改性和外加添加劑改性等方式�；诖�,本文選取居里溫度高（Tc943℃）,壓電常數低(d336pC/N)的鉍層狀結構壓電陶瓷CaBi2Nb2O9為基體,研究摻雜改性對其性能增強,如壓電性...
【文章來源】：景德鎮(zhèn)陶瓷大學江西省
【文章頁數】：72 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
Bi2WO6晶體結構圖
3圖 1.2 m = 2 晶體結構圖Fig.1.2 Crystal structure of with m=29陶瓷因燒結溫度高(＞1250℃)、居里溫度低(Tc~450kt~13.5%)、機械品質因數低(Qm~577)、壓電常數小、及較好的穩(wěn)定性等特點而備受關注，其晶體結構如2O9陶瓷 A 位 Sr 和 B 位 Nb 摻雜改性，得到燒結溫度
圖1.3 Bi4Ti3O12晶體結構圖Fig.1.3 Crystal structure of Bi4Ti3O12瓷是 Aurivillius 相中具有代表性的三層鉍能器、鐵電存儲器等電子器件。晶體結構i2O2)2+(Am-1BmO3m+1)2-，其中 A 位為 Bi 離子i2O10)2-，類鈣鈦礦層由三個鈣鈦礦單元組三層類鈣鈦礦層夾在兩個(Bi2O2)2+層中(Bi2Ti2O10)2-中十二配位體和鉍氧層(Bi2O與類鈣鈦礦層結合緊密[8,38]。Bi4Ti3O12壓于 Tc時，晶體展現為高度對稱的四方斜鐵電相結構，這也是 Bi4Ti3O12陶瓷的方向的原因，自發(fā)極化分量沿 a 軸方向達，壓電常數 d33為 18pC/N；沿 c 軸的只有瓷居里溫度較高、自發(fā)極化強度較大，矯特點，具有很高的實際應用價值，如在在鐵電存儲器應用領域具有很大的應用潛
【參考文獻】：
期刊論文
[1]MBi4Ti4O15基陶瓷的研究現狀與發(fā)展趨勢[J]. 黃新友,童曉峰,徐國強,梁婉婷,唐豪. 電子元件與材料. 2013(01)
[2]Mn改性Na0.5Bi2.5Nb2O9高溫壓電陶瓷的研究[J]. 江向平,溫佳鑫,陳超,涂娜,李小紅. 無機材料學報. 2012(08)
[3]含鉍層狀結構陶瓷CaBi2Nb2O9的A位摻雜改性研究[J]. 宗立超,曾江濤,趙蘇串,阮偉,李國榮. 無機材料學報. 2012(07)
[4]稀土元素Pr替位改性的高溫CaBi2Nb2O9壓電陶瓷[J]. 尹娜,王春明,王矜奉. 電子元件與材料. 2011(02)
[5]熔鹽法制備片狀CaBi4Ti4O15晶粒的研究[J]. 李月明,汪丹,廖潤華,江良,張華,劉虎,李潤潤. 材料導報. 2010(06)
[6]Sr1-xBaxBi4Ti4O15鐵電陶瓷性能研究[J]. 張志德,林霖,金玲. 電子元件與材料. 2010(03)
[7]Sm摻雜Bi4Ti3O12陶瓷晶體結構及電性能的研究[J]. 王瑾菲,蒲永平,楊公安,莊永勇,楊文虎,毛玉琴. 人工晶體學報. 2009(04)
[8]錳對改善CaBi4Ti4O15高溫壓電陶瓷性能的研究[J]. 顧大國,李國榮,鄭嘹贏,曾江濤,丁愛麗,殷慶瑞. 無機材料學報. 2008(03)
[9]鉍層狀化合物SrBi4-xCexTi4O15陶瓷的鐵電性能研究[J]. 范素華,張豐慶,任艷霞,徐靜,張偉,岳雪濤. 壓電與聲光. 2007(03)
[10]過量Bi2O3對熔鹽法制備鈦酸鉍的影響[J]. 高峰,張昌松,張慧君,田長生. 機械工程材料. 2006(05)
博士論文
[1]鈦酸鉍鈉無鉛壓電陶瓷與高溫鉍層無鉛壓電陶瓷探索[D]. 蓋志剛.山東大學 2008
[2]CaCu3Ti4O12的巨介電性質研究[D]. 馮麗欣.浙江大學 2006
[3]鉍層狀SrBi4Ti4O15壓電陶瓷的制備與性能研究[D]. 郝華.武漢理工大學 2004
碩士論文
[1]鉍層狀結構無鉛壓電陶瓷的摻雜改性研究[D]. 姚忠冉.聊城大學 2017
[2]鎢摻雜鈮酸鉍鈣的結構畸變及其光電特性研究[D]. 史凱.華東師范大學 2016
[3]CaBi4Ti4O15基復合陶瓷的制備及性能研究[D]. 李丹洋.華南理工大學 2016
[4]高溫鉍層鈦酸鉍鈉壓電陶瓷的復合改性研究[D]. 茹扎·阿巴合.山東大學 2016
[5]LiNbO3 和CeO2改性高溫鉍層狀陶瓷Bi4Ti3O12的結構與性能研究[D]. 楊帆.景德鎮(zhèn)陶瓷學院 2015
[6]SBT-NBT陶瓷材料壓電性能的研究[D]. 孟雪原.天津大學 2014
[7]CaBi4Ti4O15材料的復合摻雜及性能研究[D]. 王斌.華南理工大學 2014
[8]復合摻雜鉍層狀高溫壓電陶瓷的結構與性能研究[D]. 陳云婧.景德鎮(zhèn)陶瓷學院 2014
[9]高溫鉍層狀無鉛壓電陶瓷Na0.5Bi4.5Ti4O15的結構與性能研究[D]. 傅小龍.景德鎮(zhèn)陶瓷學院 2014
[10]CaBi4Ti4O15材料的稀土離子摻雜及制備工藝研究[D]. 彭宗枝.華南理工大學 2013
本文編號：3281461
【文章來源】：景德鎮(zhèn)陶瓷大學江西省
【文章頁數】：72 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
Bi2WO6晶體結構圖
3圖 1.2 m = 2 晶體結構圖Fig.1.2 Crystal structure of with m=29陶瓷因燒結溫度高(＞1250℃)、居里溫度低(Tc~450kt~13.5%)、機械品質因數低(Qm~577)、壓電常數小、及較好的穩(wěn)定性等特點而備受關注，其晶體結構如2O9陶瓷 A 位 Sr 和 B 位 Nb 摻雜改性，得到燒結溫度
圖1.3 Bi4Ti3O12晶體結構圖Fig.1.3 Crystal structure of Bi4Ti3O12瓷是 Aurivillius 相中具有代表性的三層鉍能器、鐵電存儲器等電子器件。晶體結構i2O2)2+(Am-1BmO3m+1)2-，其中 A 位為 Bi 離子i2O10)2-，類鈣鈦礦層由三個鈣鈦礦單元組三層類鈣鈦礦層夾在兩個(Bi2O2)2+層中(Bi2Ti2O10)2-中十二配位體和鉍氧層(Bi2O與類鈣鈦礦層結合緊密[8,38]。Bi4Ti3O12壓于 Tc時，晶體展現為高度對稱的四方斜鐵電相結構，這也是 Bi4Ti3O12陶瓷的方向的原因，自發(fā)極化分量沿 a 軸方向達，壓電常數 d33為 18pC/N；沿 c 軸的只有瓷居里溫度較高、自發(fā)極化強度較大，矯特點，具有很高的實際應用價值，如在在鐵電存儲器應用領域具有很大的應用潛
【參考文獻】：
期刊論文
[1]MBi4Ti4O15基陶瓷的研究現狀與發(fā)展趨勢[J]. 黃新友,童曉峰,徐國強,梁婉婷,唐豪. 電子元件與材料. 2013(01)
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[5]熔鹽法制備片狀CaBi4Ti4O15晶粒的研究[J]. 李月明,汪丹,廖潤華,江良,張華,劉虎,李潤潤. 材料導報. 2010(06)
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博士論文
[1]鈦酸鉍鈉無鉛壓電陶瓷與高溫鉍層無鉛壓電陶瓷探索[D]. 蓋志剛.山東大學 2008
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碩士論文
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[10]CaBi4Ti4O15材料的稀土離子摻雜及制備工藝研究[D]. 彭宗枝.華南理工大學 2013
本文編號：3281461
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