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PIN-PT晶体铁电性和压电性的温度稳定性研究

郭益平 , 罗豪甦 , 潘晓明 , 徐海清 , 殷之文

无机材料学报

测试了采用熔体法通过使用异质同构的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3籽晶生长出的Pb(In1/2Nb1/2)O3-PbTiO3单晶的铁电、压电性能的温度稳定性,研究结果发现,<001>取向的PIN—PT单晶不但具有非常优越的铁电、压电性能,其室温电容率ε达5000左右,介电损耗因子tgδ-1%,k33值最大可达到95%,d33值最大可达到3000pC/N左右.而且具有很高的温度稳定性,即使测试温度超过150℃,k33值也只下降不到10%.研究结果表明,该晶体是继PMN-PT和PZN—PT单晶之后又一种非常具有发展前途的单晶.

关键词: PIN-PT单晶 , dielectric , piezoelectricity , temperature stability

Pb(Mn1/3Sb2/3)0.05Zr0.47Ti0.48O3压电陶瓷的温度稳定性研究

陆翠敏 , 刘庆锁 , 左建波 , 孙清池

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00271

探讨了硬性添加物MnO2、软性添加物Nb2O5和两性添加物Cr2O3对锑锰锆钛酸铅Pb(Mn1/3Sb2/3)0.05Zr0.47Ti0.48O3(简称PMSZT5)压电陶瓷的相组成及温度稳定性的影响. 研究结果发现: 各掺杂组成在900℃的煅烧温度下, 都可以得到钙钛矿结构. 随着各掺杂离子的增大, 四方相含量减少, 准同型相界向三方相移动. 综合考虑离子掺杂对PMSZT5压电陶瓷的机电性能及温度稳定性的研究结果表明: 锰过量较其它铌和铬掺杂的温度稳定性更好, 机电性能最佳的PMSZT5+0.1wt% MnO2的组成, ε33T/ε0=1560, d33=350pC/N, Kp=0.63, -25~80℃的frK31d31平均温度系数分别为72×10-6/℃、-0.027%/℃和0.100%/℃.

关键词: PMSZT压电陶瓷 , doping , crystallographic phase , temperature stability

CaTiO3对(1-x)ZnAl2O4-xMg2TiO4(x=0.21)微波介质陶瓷结构和性能的影响

雷文 , 吕文中 , 王晓川 , 梁军 , 江建军

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00957

利用常规固相法制备了ZnAl2O4-Mg2TiO4-CaTiO3陶瓷, 研究了CaTiO3对其相成分、微观组织结构和微波介电性能的影响规律. 结果表明, CaTiO3能有效地改善(1-x)ZnAl2O4-xMg2TiO4(x=0.21)材料的烧结性能, 使其致密化温度降低150℃. ZnAl2O4-Mg2TiO4-CaTiO3陶瓷体系中包括ZnAl2O4基尖晶石相、CaTiO3、MgTi2O5和Zn2Ti3O8相, 当烧结温度高于1400℃时, Zn2Ti3O8相消失. 随着CaTiO3含量的增加, 体系中CaTiO3相含量增加而MgTi2O5相含量减少, 且CaTiO3具有显著地调节谐振频率温度系数的作用. 当在(1-x)ZnAl2O4-xMg2TiO4(x=0.21)体系中掺入6mol%的CaTiO3添加剂时, 经1400℃烧结后能获得温度稳定性好的微波介质陶瓷材料, 其微波介电性能为:εr=11.8, Q·f=88080GHz, τf=-7.8×10-6/℃.

关键词: ZnAl2O4基陶瓷 , spinel structure , micro-wave dielectric properties , temperature stability

铌掺杂PMS-PZ-PT三元系压电陶瓷温度稳定性研究

周飞 , 龙纪文 , 孟中岩

无机材料学报

研究了软性Nb2O5掺杂对PMS-PZ-PT三元系压电陶瓷温度稳定性能的影响.实验结果表明,适量的掺杂不仅能优化体系的压电性能,而且改善了体系的温度稳定性.改性后的三元系陶瓷频移小,机电耦合系数K31的温度稳定性较好,同时压电常数d31温度稳定性也得到了改善,能满足超声马达等器件对压电陶瓷材料性能的要求.

关键词: PMS-PZ-PT , temperature stability , Nb-doping , high power

PSN-PZN-PZT四元系压电陶瓷的研究

赵莎莎 , 孙清池 , 吴浩

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2006.00375

采用传统的固相烧结方法制备了Pb(Sn1/3Nb2/3)O3-Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbZrO3-PbTiO3(PSN-PZN-PZT)四元系压电陶瓷, 并通过添加MnO2、Sb2O3和Cr2O3以及改变Zr/Ti比来达到提高K p和Q m的目的. 同时也对Zr/Ti比对材料温度稳定性的影响进行了分析. 实验结果表明: 在960℃的预烧温度、1240℃的烧成温度下, 添加少量的MnO2、Sb2O3和一部分Cr掺杂, 得到综合性能优良的压电材料: 室温下介电常数ξ33T0=1669, 压电常数d33=285×10-12C/N, 机械品质因数Q m=2179, 机电耦合系数K p=54.9%, 介电损耗tanδ=0.4%. 可以满足超声马达和压电变压器等应用方面的要求.

关键词: 压电陶瓷 , dielectric and piezoelectric properties , morphotropic phase boundary , temperature stability

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