国家自然科学基金(51262011) 作品数:14 被引量:36 H指数:4 相关作者: 沈宗洋 王竹梅 李月明 洪燕 谢志翔 更多>> 相关机构: 景德镇陶瓷学院 景德镇陶瓷大学 昆山攀特电陶科技有限公司 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 江西省自然科学基金 江西省主要学科学术和技术带头人培养计划 更多>> 相关领域: 化学工程 一般工业技术 电气工程 理学 更多>>
0.96(K_xNa_(1-x)NbO_3)-0.04Bi_(0.5)Na_(0.5)ZrO_3无铅压电陶瓷的性能研究 被引量:5 2017年 采用传统固相法制备了0.96(K_xNa_(1-x)NbO_3)-0.04Bi_(0.5)Na_(0.5)ZrO_3(0.96K_xN_(1-x)N-0.04BNZ,x=0.48,0.49,0.50,0.51,0.52)无铅压电陶瓷,系统研究了K含量对0.96K_xN_(1-x)N-0.04BNZ压电陶瓷晶相组成、显微结构及压电性能的影响规律。结果表明:0.96K_xN_(1-x)N-0.04BNZ陶瓷均具有纯钙钛矿结构,在x=0.50-0.51时为正交-四方两相共存的准同型相界组成;样品的体积密度随着烧结温度的升高先增大后减小,在1120℃下保温3 h体积密度最高,相同烧结温度下,样品的体积密度随K+含量的增加先增大后减小,并在x=0.50时,体积密度达到最大值ρ=4.56 g/cm^3;陶瓷样品的压电常数d33、机电耦合系数kp、介电常数εr等随着x值的增加呈现出先增大后减小,而陶瓷的介电损耗tanδ和机械品质因数Qm则呈现出相反的趋势。在x=0.50时,陶瓷获得优异的电性能,其d_(33)=305 pC/N;k_p=36.8%;Q_m=49;ε_r=1390;tanδ=3.2%,居里温度T_C=320℃。 洪璐 李月明 沈宗洋 王竹梅 洪燕 洪倩关键词:铌酸钾钠 无铅压电陶瓷 压电性能 熔盐法制备片状Sr_2Bi_4Ti_5O_(18)晶粒 被引量:7 2013年 采用熔盐法制备了具有各向异性片状结构的Sr2Bi4Ti5O18晶体,利用XRD,SEM等测试分析手段对熔盐反应产物的晶体结构和显微形貌进行了表征。研究结果表明:当采用KCl-NaCl混合熔盐,熔盐与总反应物的质量比为1:1,1100℃保温3 h时,可以制备出纯的Sr2Bi4Ti5O18粉体,扫描电镜照片显示Sr2Bi4Ti5O18晶粒呈片状形貌,其晶粒长宽为5~25μm、厚度约为0.2μm左右,且分散性较好;XRD图谱显示晶粒在(00l)晶面择优生长,该方法所合成的片状晶粒可作为织构化陶瓷的模板。 谢俊 李月明 洪燕 沈宗洋 谢志翔 王竹梅关键词:熔盐法 (K_(0.45+x)Na_(0.55-x))_(0.98)Li_(0.02)(Nb_(0.77)Ta_(0.18)Sb_(0.05))O_3-0.05BaZrO_3无铅压电陶瓷的工艺对性能的影响 2013年 采用传统固相反应烧结法,以(K0.45+xNa0.55-x)0.98Li0.02(Nb0.77Ta0.18Sb0.05)O3-0.005BaZrO3无铅压电陶瓷为研究对象,研究K/Na比例、粉体合成温度、烧结温度、极化工艺条件对压电陶瓷性能的影响,以及退火温度和老化时间对材料性能稳定性的影响。结果表明:该体系陶瓷粉体的合成温度为850℃。烧结温度为1130℃,x=0.04时陶瓷的压电常数d33可达372 pC/N,机电耦合系数kp达0.465。合理的极化条件为极化电压4 kV/mm,极化时间25min,极化温度120℃。压电陶瓷在125℃下具有较好的温度稳定性,但时间稳定性较差,放置300 d后压电常数才能稳定。 李月明 肖祖贵 沈宗洋 洪燕 王竹梅 谢志翔关键词:无铅压电陶瓷 铌酸钾钠 织构化铌酸钾钠无铅压电陶瓷的性能研究 被引量:1 2014年 以固相法合成的K0.5Na0.5NbO3(KNN)粉体基料,熔盐法合成的片状Sr2Bi4Ti5O18晶粒为模板,采用水系流延法制备织构化KNN无铅压电陶瓷,研究了烧结温度对材料性能的影响。发现烧结温度对陶瓷的体积密度、线收缩率、织构度和压电性能均有重要影响。随着烧结温度的升高,压电性能逐渐提高,1120℃时达到最大值。其中平行于流延方向的压电常数d33达到113pC/N,平面机电耦合系数kp为39.4%,介电常数εT33/ε0为486;而垂直于流延方向d33只有82pC/N,kp为35.5%,介电常数εT33/ε0为456,显示出明显的各向异性。 洪燕 谢俊 王竹梅 沈宗洋 谢志翔 李月明关键词:铌酸钾钠 织构化 无铅压电陶瓷 水系流延 Re_(0.02)Sr_(0.98)Ti_(0.995)O_3(Re=La,Sm,Er)陶瓷的结构与介电性能 被引量:2 2013年 采用固相法,通过预先引入Ti离子空位进行电荷补偿,成功制备了不同种类3价稀土离子掺杂钛酸锶陶瓷Re0.02Sr0.98Ti0.995O3(Re-ST,Re=La,Sm,Er)。X射线衍射仪分析表明Re-ST陶瓷具有和纯钛酸锶(SrTiO3,ST)类似的单一立方钙钛矿结构,从实验上证实了预设B位离子空位进行电荷补偿的可行性。扫描电子显微镜分析发现稀土离子掺杂有效地抑制了晶粒的生长。采用HP4294、HP4284精密阻抗分析仪、JJC9906-A介电强度测试仪以及FMRL偏压测试系统对Re-ST陶瓷的介电性能进行了测试,研究了不同种类稀土离子掺杂对Re-ST陶瓷介电性能的影响。结果表明:Re-ST陶瓷的室温相对介电常数(εr=2 520~3 800,1 kHz)比ST陶瓷的(εr=300,1 kHz)增加了近10倍以上,而介电损耗仍保持在0.05(1 kHz)以下;在–50~180℃,Re-ST陶瓷的介电常数具有较好的稳定性;Re-ST陶瓷的介电强度Eb均在13 kV/mm以上;在0~1.6 kV/mm的偏压测试条件下,Re-ST陶瓷的相对介电常数变化在±10%以内。基于Re-ST陶瓷具有高的εr、相对较高的Eb以及较好的温度特性与偏压特性,其在中高压固态高密度储能介质材料应用领域有着较大的发展前景。 胡其国 沈宗洋 李月明 王竹梅 骆雯琴 洪燕 谢志翔关键词:稀土掺杂 介电性能 电荷补偿 铌酸钾钠无铅压电陶瓷水系流延浆料的工艺研究 被引量:1 2015年 模版晶粒生长技术制备织构化铌酸钾钠无铅压电陶瓷是提高其压电性能的重要途径,为了获得较高的织构度,水系流延浆料的制备是关键技术。本研究以固相法合成的铌酸钾钠粉体和片状Nb2O5模板晶粒为固含量,以去离子水为溶剂,研究不同含量的分散剂、粘结剂和增塑剂对流延浆料性能的影响。研究结果表明,当粉体固含量为55wt%,分散剂PVP含量为5.5wt%,粘结剂苯丙乳液含量13.5wt%,增塑剂丙三醇含量为5.5wt%时,制备的流延浆料粘度适中,流延后可制得表面光滑、质地均匀、塑性较好、可任意卷曲的流延膜片。 李月明 刘奕君 谢俊 王竹梅 沈宗洋 谢志翔关键词:铌酸钾钠 水系流延 无铅压电陶瓷 织构化 0.96(K0.49Na(0.51–x)Lix)(Nb0.97Ta0.03)O3–0.04Bi0.5Na0.5ZrO3无铅压电陶瓷的结构与电性能 被引量:5 2016年 采用固相法制备0.96(K_(0.49)Na_(0.51–x)Li_x)(Nb_(0.97)Ta_(0.03))O_3–0.04Bi_(0.5)Na_(0.5)ZrO_3(0.96KNNTL_x–0.04BNZ,x=0.00,0.01,0.02,0.03,0.04)无铅压电陶瓷,研究Li掺杂量对0.96KNNTLx–0.04BNZ陶瓷相结构、微观形貌和电性能的影响。结果表明:0.96KNNTLx–0.04BNZ陶瓷为纯钙钛矿结构,随着Li掺杂量x的增加,陶瓷由正交–四方两相共存逐渐转变为四方相。在x≤0.01时,陶瓷为正交–四方两相共存的多型相转变(polymorphic phase transition,PPT)结构;当x≥0.02时,陶瓷转变为四方相结构。在PPT向四方相转变的组成边界(x=0.02)处,陶瓷具有优异的电性能:压电常数d33=335 p C/N,机电耦合系数kp=38.40%,机械品质因数Qm=43,介电常数εT33/ε0=1 350,介电损耗tanδ=2.70%,剩余极化强度Pr=23.50μC/cm2,矫顽场Ec=1.52 k V/mm,Curie温度TC=325℃。分析了组成x=0.02的陶瓷在不同温度和不同频率下的交流阻抗谱,表明晶粒和晶界对电传导机制共同起作用,介电弛豫激活能与高温下氧空位移动的激活能相吻合,Erelax=1.15 e V。 沈万程 沈宗洋 李月明 王竹梅 骆雯琴 宋福生关键词:无铅压电陶瓷 铌酸钾钠 阻抗谱 Sb掺杂对0.96(K_(0.49)Na_(0.51))(Nb_(0.97-x)Ta_(0.03)Sb_x)O_3-0.04Bi_(0.5)(Na_(0.8)K_(0.2))_(0.5)ZrO_3无铅压电陶瓷结构与电性能的影响研究 被引量:4 2016年 采用固相法制备了0.96(K_(0.49)Na_(0.51))(Nb_(0.97-x)Ta_(0.03)Sb_x)O_3-0.04Bi_(0.5)(Na_(0.8)K_(0.2))_(0.5)ZrO_3(0.96KNNTS_x-0.04BNKZ x=0,0.01,0.02,0.03,0.04)无铅压电陶瓷,研究了Sb掺杂量对0.96KNNTS_x-0.04BNKZ陶瓷相结构、微观结构和电性能的影响规律。X射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)分析结果表明:0.96KNNTS_x-0.04BNKZ陶瓷具有纯钙钛矿结构,随着Sb掺杂量x的增加,陶瓷由正交-四方两相共存逐渐转变为四方相,在x≤0.01时,陶瓷为正交-四方两相共存的多型相转变(Polymorphic Phase Transition,PPT)结构,而当x≥0.02时,陶瓷则转变为四方相结构。在PPT向四方相转变的组成边界x=0.02处,陶瓷具有优异的电性能:压电常数d_(33)=345 pC/N,机电耦合系数k_p=39.2%,机械品质因数Q_m=51,介电常数ε_(33)~T/ε_0=1520,介电损耗tanδ=2.7%,剩余极化强度P_r=15.4μC/cm^2,矫顽场E_c=1.09 kV/mm,居里温度T_c=275℃。 沈万程 沈宗洋 李月明 王竹梅 骆雯琴 宋福生 谢志翔关键词:铌酸钾钠 模板晶粒定向生长技术制备(Na0.8K0.2)0.5Bi0.5TiO3无铅压电陶瓷的性能研究 2014年 以熔盐法和质子取代法制备的片状Nb2O5粉体为模板晶粒,固相法合成的(Na0.8K0.2)0.5Bi0.5TiO3(NKBT)粉体为基料,分别采用固相压制成型(干法)和流延成型(湿法)工艺制备出具有较高取向度的织构化NKBT无铅压电陶瓷,研究了两种成型工艺对NKBT无铅压电陶瓷的显微结构、压电性能和介电性能的影响。结果表明:采用湿法工艺制备的织构陶瓷的各项性能优于干法工艺,采用湿法工艺在1150℃保温5 h时,可以获得较高织构度(f=0.66)的NKBT无铅压电陶瓷,并具有优异的压电和介电性能:压电常数d33=149 pC/N,介电常数εT33/ε0=912和平面机电耦合系数kp=29.4%。 李月明 谢俊 洪燕 王竹梅 沈宗洋 谢志翔关键词:NB2O5 织构 流延法制备铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的性能研究 被引量:1 2015年 通过流延成型技术,以片状K0.5Na0.5NbO3(简称为KNN)粉体为模板,结合掺杂改性后的基料粉体(K0.45Na0.55)0.98Li0.02(Nb0.77Ta0.18Sb0.05)O3-0.005Ba ZrO3(简称为KNNLST-BZ)流延制备出KNN基无铅压电陶瓷,研究了不同的工艺参数(烧结温度、烧结次数)对于KNNLST-BZ织构化陶瓷的电学性能、显微结构的影响。结果表明:模板含量为20wt%的KNNLST-BZ织构化陶瓷在1145℃下保温2 h呈现出优异的性能:压电常数d33=204 p C/N,横向机电耦合系数k31=23%,剩余极化强度Pr=26μC/cm2,矫顽场Ec=1.2 k V/mm。同时该织构化陶瓷在1145℃下烧结2次能得到更优的电学性能:d33=248 p C/N,k31=32.54%,Pr=38μC/cm2,Ec=1.2 k V/mm,介电损耗tanδ=6.38%,机械品质因数Qm=16.76,介电常数εT33/ε0=913.7,横向伸缩振动频率常数N1=2244。 刘奕君 李月明 沈宗洋 王竹梅 廖润华 洪燕关键词:无铅压电陶瓷 铌酸钾钠 流延成型 K0.5NA0.5NBO3