新型鈦酸鉍鈉基無鉛壓電陶瓷及器件應(yīng)用的研究

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1、四川大學(xué)碩士學(xué)位論文題目塹型叢墮叢地基垂盟星墊墮煎望墨鮭廛旦盟窒作者藝壹掛完成日期2QQ三生5月!Q旦培養(yǎng)單位指導(dǎo)教師四Jll大學(xué)肖定全教授專業(yè)材料物理與化學(xué)研究方向介電功能材料與物理授予學(xué)位日期年月日四川大學(xué)碩士學(xué)位論文新型鈦酸鉍鈉基無鉛壓電陶瓷及器件應(yīng)用研究材料物理與化學(xué)專業(yè)研究生尹奇異指導(dǎo)教師肖定全教授本論文本著扶制備新型B岍基無鉛壓電陶瓷材料及展望其器件應(yīng)用出發(fā)，開展了BNT基無鉛壓電陶瓷的體系篩選、制備及性能研究。采用實(shí)用化的傳統(tǒng)固相法制備工藝技術(shù)，在五種燒結(jié)溫度下制備了(1-x)Bi。Nao。Ti03一X(Ba。Srb)TiO。陶瓷體系中的六個(gè)組份配方的陶瓷，并把該體系簡(jiǎn)記為

2、BNBST(100x一100a／loob)，其中O

3、度及配比含量對(duì)BNBST無鉛壓電陶瓷的壓電性能及介電性能的影響機(jī)理；對(duì)鐵電壓電性能與傳統(tǒng)的PZT鉛基壓電陶瓷較接近的無鉛壓電陶瓷材料的器件應(yīng)用的實(shí)用化進(jìn)行了剖析。通過以上諸多細(xì)致的實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)據(jù)的處理分析，本論文主要得到以下具有創(chuàng)新性的研究結(jié)果：(1)、XRD測(cè)試結(jié)果表明，在1125℃以上．所有陶瓷祥品均為四方晶系，都具有單一鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，沒有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)以外的第二相，但是在1125℃以下，都有少量的雜相；隨著BNT含量的減少，衍射峰向左偏移，晶面間距增大，體系逐漸處在三方一四方的準(zhǔn)同型相界附近，各項(xiàng)性能均達(dá)到最佳。(2)、隨著燒結(jié)溫度的增大，所有陶瓷樣品的壓電常數(shù)、機(jī)電耦合系數(shù)及機(jī)四川丈學(xué)

4、碩士學(xué)位論文械品質(zhì)因素均隨之增大，介電常數(shù)卻相應(yīng)降低，且在1125℃以上燒結(jié)時(shí)，隨BNT的摩爾比含量減少，機(jī)電耦合系數(shù)島增大(達(dá)0．22)，壓電常數(shù)d。增大(達(dá)101)，而機(jī)械品質(zhì)因素降低；隨Ba的含量增大，島增大，繇則相應(yīng)減小，因而對(duì)提高醞則應(yīng)控制Ba的含量。(3)、XRD測(cè)試表明，摻雜Mn元素的所有陶瓷樣品均具有四方相的單一鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，沒有雜相出現(xiàn)。隨Mn元素的添加量的增加，衍射峰向右偏移，晶面間距減小。SEM的形貌照片顯示，所有陶瓷的晶粒具有明顯的幾何外形，晶界清晰可見，氣孔非常少。隨Mn添加量的增加，晶粒尺寸變大，由2-3¨m增加到3—4l-tm，且陶瓷顆粒的均勻性降低；而當(dāng)Mn

5、添加量減少時(shí)，陶瓷的晶粒尺寸有所減小且均勻，晶粒具有一定的棱角，呈四方形?？梢?，Mn添加量的多少對(duì)晶粒生長(zhǎng)有一定限制，隨著Mn的添加量增大，晶粒顆粒變大。(4)、對(duì)BNBST+X(wt％)MnO：陶瓷的介電性能及壓電性能測(cè)試表明，~In元素的摻雜機(jī)制很復(fù)雜．在燒結(jié)溫度為1200。C時(shí)，所有陶瓷樣品的機(jī)電耦合系數(shù)、機(jī)械品質(zhì)因素及壓電常數(shù)均隨Mn元素的添加量的減少而增大，在x=O。09時(shí)達(dá)到最大，壓電常數(shù)面(達(dá)t01)，機(jī)械品質(zhì)因素盆(達(dá)191)，機(jī)電耦合系數(shù)丘(高達(dá)20％)。Mn的添加量對(duì)此體系陶瓷的機(jī)械品質(zhì)因素的影響很大，不管Mn的添加量的多少，機(jī)械品質(zhì)因素均高于不添加Mn的陶瓷。關(guān)鍵詞

6、：Bi。5Na。TiO。無鉛壓電陶瓷Mn元素?fù)诫s改性四方相鈣鈦礦結(jié)構(gòu)壓電性能介電性能XRDS踴四川大學(xué)碩士學(xué)位論文StudiesonNew—’typeBNT—’basedLead——freePiezoelectricCeramicsandPotentialApplicationsforDevicesSpeciality：MaterialPhysicsandChemistryStudent：YinQiyi—Tutor：Prof．XiaoDingquanTopreparenewBNT—basedlead—freepiezoelectricceramicmaterials，thesystem,

7、preparationandpropertiesoftheceramicswerestudied．SiXcompositionsof(1一x)Bi05Na。．圩i03一x(Ba．Srb)Ti03{0