鐵電陶瓷材料在電場作用下能夠發(fā)生微小形變,該形變在驅動器、壓電傳感器、微位移器等領域具有重要應用。目前,市場中使用的鐵電陶瓷材料主要是鉛基材料,由于鉛基材料在制備及使用過程中對環(huán)境和人類健康產(chǎn)生較大的危害,因此具有優(yōu)異應變性能的無鉛壓電陶瓷成為了目前的研究重點。鈦酸鉍鈉(NBT)基陶瓷由于存在鐵電相與弛豫相的相變,利用該相變可以獲得較大的應變,成為目前研究最多的無鉛鐵電材料之一。就目前研究而言,鈦酸鉍鈉基陶瓷的應變性能還無法與鉛基材料相媲美,因此大大限制了鈦酸鉍鈉基陶瓷在實際中的應用。本課題以NBT-ST陶瓷為研究對象,在不同相區(qū)的NBT-ST陶瓷中分別進行MnO受主摻雜、Nb2O5施主摻雜以及MnO-Nb2O5共摻雜。利用受主、施主以及共摻雜對不同相區(qū)的電滯回線進行調控,從而獲得應變性能優(yōu)異的無鉛驅動材料。在MnO受主摻雜的NBT-ST陶瓷中,Mn2+/Mn3+替代Ti4+,形成氧空位,在T相區(qū)的陶瓷晶格內(nèi)成功的構造出了缺陷偶極子,利用缺陷偶極子提供的使疇翻轉可逆的恢復力,得到了最大極化強度Pm較大而剩余極化強度Pr趨于0的P-E電滯回線曲線,其中當Mn摻雜量為1.0mol%時,在6...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.3鈣鈦礦結構示意圖[3]

鈦酸鉍鈉基無鉛壓電陶瓷的電致應變與儲能性能研究2為鐵電疇的極化反轉的四個階段。圖1.2（b）所示為掃描電子顯微鏡下觀察到的K0.5Na0.5NbO3（簡稱KNN）陶瓷的電疇結構。（a）鐵電疇的極化反轉四階段：新疇成核、疇的縱向長大、疇的橫向生長、疇的合并。（b）極化后KNN陶瓷掃....

圖1-1鐵電體的電滯回線(P-E曲線)[40]

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文-5-電場降為0時對應的極化大小作為剩余極化強度(Pr)，很明顯此時的剩余極化強度相比于飽和極化強度是降低幅度很大的。當繼續(xù)對材料施加返向外電場時，會使在0電場下的剩余極化值降低到0值時，通常把使在剩余極化值降低到0值所需要反向電場大小稱為矯頑場(E....

圖3-1室溫下0.65NBT-0.35ST-xMn的XRD(b)所有樣品的39-41°的XRD精掃,(c)所有

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文

圖3-2室溫下0.65NBT-0.35ST-xMn的SEM表面形貌圖,(a)x=0%,(b)x=0.5%,(c)x=1.0%,(d)x=1.5%,(e)x=2.0%,(f)室溫下平均粒徑隨著不同摻雜MnO的關系圖

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文-20-圖3-2室溫下0.65NBT-0.35ST-xMn的SEM表面形貌圖,(a)x=0%,(b)x=0.5%,(c)x=1.0%,(d)x=1.5%,(e)x=2.0%,(f)室溫下平均粒徑隨著不同摻雜MnO的關系圖3.2.2不同錳含量0.65N....

本文編號：3977685