無(wú)鉛壓電材料

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1、為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場(chǎng)安保新項(xiàng)目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個(gè)人素質(zhì)的培訓(xùn)計(jì)劃無(wú)鉛壓電材料　　無(wú)鉛壓電陶瓷材料研究現(xiàn)狀　　13S王建俊　　隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，無(wú)鉛壓電陶瓷材料的研究和應(yīng)用已日益引起人們的關(guān)注。文中綜合介紹了鉍層狀材料和鈦酸鉍鈉基無(wú)鉛材料的壓電特性，總結(jié)了各種添加劑對(duì)其壓電性能的影響機(jī)理和規(guī)律，介紹了當(dāng)前以各種工藝對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)和壓電性能改進(jìn)的研究成果，并對(duì)兩種材料的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。目的-通過(guò)該培訓(xùn)員工可對(duì)保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的

2、巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個(gè)行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場(chǎng)安保新項(xiàng)目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個(gè)人素質(zhì)的培訓(xùn)計(jì)劃　　壓電陶瓷在電子科學(xué)與技術(shù)中的應(yīng)用極為廣泛，市場(chǎng)巨大，是最重要的電子材料之一。這些應(yīng)用包括航空航天技術(shù)中的關(guān)鍵部件、醫(yī)學(xué)及工業(yè)超聲探測(cè)、水聲探測(cè)、制動(dòng)器、換能器、陶瓷濾波器、電聲器件、高壓發(fā)生器等。同時(shí)，壓電陶瓷也是凝聚態(tài)物理、固體化學(xué)、材料科學(xué)的重要研究對(duì)象。上世紀(jì)50年代初期人們發(fā)現(xiàn)了鋯鈦酸鉛(PZT)壓電固溶體。PZT具有優(yōu)良和

3、穩(wěn)定的壓電效應(yīng)，這一發(fā)現(xiàn)在壓電陶瓷領(lǐng)域是具有里程碑意義的一項(xiàng)進(jìn)展。以PZT為基的材料體系可以通過(guò)固溶體形式形成三元系乃至多元系壓電陶瓷，經(jīng)摻雜改性，可調(diào)整材料的性能參數(shù)，以滿足種類繁多的壓電陶瓷元器件的要求，并已發(fā)展了較系統(tǒng)并用于指導(dǎo)材料的配方及工藝設(shè)計(jì)的理論。目前，以PZT為基的壓電陶瓷在壓電領(lǐng)域應(yīng)用中處于統(tǒng)治地位。但PZT基陶瓷是一種對(duì)環(huán)境有污染的材料，其有毒的PbO在加工及燒結(jié)過(guò)程中具有相當(dāng)大的揮發(fā)性，對(duì)人體、環(huán)境造成危害。如果將含鉛壓電陶瓷器件回收實(shí)施無(wú)公害處理，其所需成本將遠(yuǎn)高于當(dāng)初器件的制造

4、成本，因而是不可能的。隨著全社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題的重視，日本及歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家正在醞釀通過(guò)立法方式限制含鉛陶瓷的制造與使用。尋找能夠替代PZT的無(wú)鉛壓電陶瓷材料是當(dāng)今電子材料領(lǐng)域緊迫的課題之一。據(jù)此針對(duì)當(dāng)今無(wú)鉛壓電陶瓷常用的2個(gè)材料體系和研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述?！　?.含鉍層狀壓電陶瓷材料　　含鉍層狀結(jié)構(gòu)是由二維的鈣鈦礦和(Bi2O2)2+。層有規(guī)則地相互交替排列而成。它們的組成由下式表示：(Bi2O2)2+。此處A為適合于12配位的1，2，3，4價(jià)離子或它們的復(fù)合；B為適合于八面體配位的離子或它們的復(fù)合，為整

5、數(shù)，稱為層數(shù)，即鈣鈦礦的層數(shù)。理論上講從x=1到x=∞(純鈣鈦礦結(jié)構(gòu))都是可能的，都滿足離子堆積的幾何規(guī)則，對(duì)于x≤5的物質(zhì)的存在已有大量電子衍射和高分辨電鏡實(shí)驗(yàn)證明，但對(duì)于其它情況則存在疑問(wèn)，尤其對(duì)x>5的化合物報(bào)道極少。目的-通過(guò)該培訓(xùn)員工可對(duì)保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個(gè)行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場(chǎng)安保新項(xiàng)目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個(gè)人素質(zhì)的培訓(xùn)計(jì)劃　　鉍層狀鐵電陶瓷從高溫到低溫冷卻過(guò)程中，通過(guò)

6、居里點(diǎn)發(fā)生鐵電相變。在居里溫度以上，順電相為四方結(jié)構(gòu)，在居里溫度以下，絕大多數(shù)為正交相。關(guān)于自發(fā)極化的成因，目前有2種觀點(diǎn)：有人認(rèn)為位于八面體中心的B原子相對(duì)于八面體中心的位移是自發(fā)極化的主要成因，另有人認(rèn)為是A位的Bi離子相對(duì)于八面體鏈沿n方向位移是自發(fā)極化的主要成因。　　鉍層狀結(jié)構(gòu)壓電陶瓷材料具有以下特點(diǎn)：低介電常數(shù)、高居里溫度、壓電性各向異性明顯、高絕緣強(qiáng)度、高電阻率、低老化率。該類材料適合于高溫高頻場(chǎng)合使用的壓電材料。但這種材料的壓電活性低，極化場(chǎng)強(qiáng)E高，這是該類材料面對(duì)應(yīng)用的致命弱點(diǎn)，也是研究

7、的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。為了改善鉍層狀陶瓷的壓電活性，常用2種方法，即摻雜改性和工藝改性?！　?duì)MBi4Ti4O15通式而言，居里溫度和M離子半徑有關(guān)。M離子半徑大，先低，M電負(fù)性小。國(guó)內(nèi)學(xué)者針對(duì)高居里溫度的CaBi4Ti4O15(CBT)基材料，考慮到離子半徑和電負(fù)性，選用堿金屬離子，再與高價(jià)離子配合以期得到居里溫度更高，壓電活性好的材料。用Na改性的CBT綜合壓電性能最為優(yōu)越?！　≡谶^(guò)去的研究中已對(duì)A位、B位置換取代做了大量實(shí)驗(yàn)。鈣鈦礦結(jié)構(gòu)A位的Bi離子可以被稀土元素取代。研究表明：La，Nd的A位取代對(duì)晶胞

8、參數(shù)有顯著影響，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致居里溫度顯著下降；La，Nd的摻雜對(duì)壓電性能也有影響，隨La，Nd摻雜量的增大，材料的E下降，剩余極化增大，壓電活性得到了改善。經(jīng)La，Nd改性的鉍層狀壓電陶瓷Q=XX~3600，K在10%左右，適合于制造壓電濾波器、振蕩器和壓電諧振器。目的-通過(guò)該培訓(xùn)員工可對(duì)保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個(gè)行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場(chǎng)安保新項(xiàng)目的正常、