铁电陶瓷

摘要： 该文采用传统固相合成法制备了Bi_(0.5)Na_(0.5)Ti_((1-x))Hf_(x)O_(3)(x=0,0.02,0.04和0.06)陶瓷,通过X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了其相结构、微观表面,并研究了其介电性能、铁电性能及比热容与相变的关系。通过构建电场和温度的条件,共同调控铁电相变。再借助麦克斯韦方程,通过间接法计算,最终在50°C、70 kV/cm的电场下,在Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3)-0.04Hf陶瓷中通过诱导畴变得到了0.5 K的负电卡效应。

摘要： 铁电陶瓷的极化内建电场可分离光生载流子并有效降低载流子间的复合率,但是其高带隙限制了对光的吸收。本文以具有良好铁电性能的Bi 0.5 Na 0.5 TiO 3(BNT)陶瓷为基体,通过掺杂La 2Mo 2O 9降低光学带隙,提高光电流密度。样品使用传统固相法制备,随后分析了此陶瓷的XRD、拉曼、光吸收、光电流、铁电和介电性质。结果表明,La 2Mo 2O 9掺杂能显著提高光吸收强度,随其含量增加,光学带隙值先明显下降,然后缓慢增加。在掺杂含量为0.7%(摩尔分数)时,陶瓷的带隙值最低为1.57 eV,远低于纯BNT陶瓷的2.9 eV,对应的最大光电流密度和开路电压为71.06 nA/cm 2和4.40 V,得到的最大输出功率为312.7 nW/cm 2,并且随时间增加变化不大,同时保持很好的铁电性能。研究结果表明,La 2Mo 2O 9改性BNT铁电陶瓷是一种非常有前景的铁电光伏材料。

摘要： 钛酸铋钠(Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3),简称BNT)具有优异的铁电性能,研究发现在BNT的多元体系固溶体的准同型相界(MPB)附近可以获得优异的电学性能,因此受到大量学者研究关注。分析了近年来BNT基无铅铁电陶瓷在电致应变、热释电和储能领域的研究进展,着重介绍了BNT基铁电陶瓷改性后的性能,并对BNT基无铅铁电陶瓷体系的特性进行了总结和展望。

摘要： 钛酸铋钠(Bi0.5 Na0.5 TiO3,简称BNT)具有优异的铁电性能,研究发现在BNT的多元体系固溶体的准同型相界(MPB)附近可以获得优异的电学性能,因此受到大量学者研究关注.分析了近年来BNT基无铅铁电陶瓷在电致应变、热释电和储能领域的研究进展,着重介绍了BNT基铁电陶瓷改性后的性能,并对BNT基无铅铁电陶瓷体系的特性进行了总结和展望.

摘要： 以(Ba0.856Ca0.144)(Ti0.896Zr0.104)O3(BCZT)为载体,通过LaFeO3固溶取代来对BCZT的相结构和弛豫程度进行调控.系统地研究了组成变化对微观结构、介电、压电、铁电和电致伸缩特性的影响.结果显示在(Ba0.856Ca0.144-xLax)(Ti0.896-xFexZr0.104)O3陶瓷中,随着LaFeO3含量的增加,相结构逐渐由铁电四方相转变为立方相,介电常数随着Tm的降低逐渐增加,弛豫程度逐渐增大.在x=0.0275时居里温度Tm降至室温以下,应变曲线由正常的蝴蝶形双极应变逐渐转变为无滞后类线性的电致伸缩应变,同时电致伸缩系数Q33逐渐下降.在x=0.0275时获得了无滞后的电致伸缩应变(S=0.026％,Q33=0.03 m4/C2),显示出BCZT在高精度陶瓷驱动器应用中的良好潜力.

摘要： 以聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯(P(VDF-CTFE))为原料,经过消去反应脱除氯化氢,得到含有分子内双键的P(VDF-CTFE-DB).选择高介电的钐掺杂铌镁酸铅-钛酸铅(PMN-PT-Sm)铁电陶瓷作为复合相,以可交联的P(VDF-CTFE-DB)作为聚合物基体,通过自由基反应形成交联型P(VDF-CTFE-DB)/PMN-PT-Sm纳米复合薄膜.研究了不同掺杂量的PMN-PT-Sm和交联结构对P(VDF-CTFE-DB)/PMN-PT-Sm纳米复合薄膜介电、储能及漏电流性能的影响.结果表明,当掺杂30%(体积分数,下同)的PMN-PT-Sm时,纳米复合薄膜在100 Hz时的介电常数最大为65.当掺杂20%的PMN-PT-Sm时,纳米复合薄膜的击穿电场为3200 kV/cm,储能密度达到最大值,为9.7 J/cm3.交联结构的引入显著提高了纳米复合薄膜的击穿电场,有效降低了纳米复合薄膜的漏电流、介电损耗以及提高了纳米复合薄膜的储能密度.此外,这种交联结构能赋予纳米复合薄膜优良的耐溶剂性能.

摘要： 采用固相烧结法制备钛酸铋钠-钛酸钡铁电陶瓷,并详细研究了表面微观结构、铁电特性和压电性能.SEM分析可知陶瓷样品完全烧结形成单一的钙钛矿固溶体结构.铁电测试发现样品具有典型的铁电陶瓷特征,且具有较好的应变值(Spos=0.28％).提高测试温度能使样品的铁电、压电性能得到极大的提升;当温度为90°C时,样品的Ec下降,Pr接近于0,得到0.53％的大应变.这归因于铁电畴受温度的影响向弛豫电畴转化.

摘要： 铅基复合钙钛矿铁电材料广泛应用于机电传感器、致动器和换能器.二元铁电固溶体Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PNN-PT)由于其在准同型相界(MPB)区域具有优异的压电、介电性能而备受关注.然而较大的介电损耗和较低的居里温度限制了其在高温高功率器件方面的应用.本研究通过引入Pb(In1/2Nb1/2)O3(PIN)作为第三组元改善PNN-PT的电学性能,提高其居里温度;通过两步法合成了MPB区域的三元铁电陶瓷Pb(In1/2Nb1/2)O3-Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PIN-PNN-PT),研究了其结构、介电、铁电和压电性能.制备的所有组分陶瓷具有纯的钙钛矿结构.随着PT含量的增加,陶瓷结构从三方相转变为四方相.通过XRD分析得到了室温下PIN-PNN-PT体系的MPB相图.体系的居里温度由于PIN的加入得到了很大的提高,更重要的是PIN的引入降低了PNN-PT体系的介电损耗和电导.MPB处的组分展现出了优异的电学性能,室温下,性能最优组分为0.30PIN-0.33PNN-0.37PT:d33=417 pC/N,TC=200°C,ε′=3206,tanδ=0.033,Pr=33.5μC/cm2,EC=14.1 kV/cm.引入PNN-PT的PIN第三组元使得体系的居里温度和压电性得到提高的同时降低了的介电损耗和电导率,因此,PIN-PNN-PT三元铁电陶瓷在高温高功率换能器等方面具备一定的应用潜力.

摘要： 用溶胶-凝胶法制备出Sr2Bi5FeTi5O21(简称SBFTi)铁电陶瓷,研究了烧结温度对SBFTi铁电陶瓷的相结构、微观形貌、铁电性能和介电性能的影响.结果表明,在1090°C下烧结的铁电陶瓷样品是以SBTi晶相为主的钙钛矿结构,a轴择优取向度较高;晶粒发育完全,球形晶粒与片层状晶粒融合较好;铁电性能较好,其剩余极化强度2Pr达到了20.5μC/cm2、矫顽场2E.为128 kV/cm:在0.02 Hz～1 MHz频率范围内,其介电常数为147～164,介电损耗为0.012～0.030,具有较好的频率稳定性.

摘要： 用溶胶-凝胶法制备出Sr2Bi5FeTi5O21 (SBFTi)铁电陶瓷,用FT-IR和DSC-TG分析前驱体凝胶和粉体随温度的变化.结果表明.SBFTi陶瓷的合成温度在721°C左右,粉体的预烧温度为600°C.XRD结果表明烧结后的陶瓷样品呈现钙钛矿结构,由于BiFeO3 (BFO)的加入使SBFTi与Sr2Bi4Ti5O18 (SBTi)相比发生晶格畸变,晶面间距增大.SBFTi陶瓷样品铁电性能较好,在125 kV/cm电场强度下剩余极化强度2Pr和矫顽场强2E.分别为20.5 μC/cm2和128kV/cm,其铁电性能优于SBTi铁电陶瓷.

摘要： 铁电陶瓷是一种具有优良电控双折射效应的新型材料,将铁电陶瓷及相关技术应用于自动变光焊接面罩,使变光速度更快,能有效防止在焊接作业中受紫外线、红外线和强光辐射对人眼的伤害.为了能准确地反映自动变光焊接面罩的光阀响应速度,通过对其响应特性的研究,提出了响应时间和保持时间的精确定义,并运用光源系统、放大电路系统和信号处理系统,设计了自动变光焊接面罩光阀响应特性测试仪,能精确地测试响应时间和保持时间.

摘要： 试验研究了PZT 95/5铁电陶瓷的中子、电离辐射总剂量效应。结果表明，样片铁电性能和介电性能随中子注量、电离辐射总剂量的增加基本成线性衰减关系，压电性能、相变温度等参数变化不显著。其中，当中子注量为1×1016n/cm2时，或当电离辐射总剂量为5×105Gy(Si)时，剩余极化强度和矫顽场均衰减10％左右。

摘要： 建立了多层串联PZT95／5爆电换能组件3维数值模型，对同化封装条件下陶瓷介质击穿问题进行了计算分析，计算结果表明：在不改动器件外部结构尺寸条件下，采用等厚度PZT95／5叠片结构布局对进一步提高输出电压方面存在瓶颈。为克服上述影响以及降低爆电换能组件击穿概率，提出了PZT95／5铁电陶瓷非等厚度布局解决方案。为实现上述设想，通过引入不等式约束条件计算得到一组非等厚度优化布局，将爆电换能组件所用PZT95／5铁电陶瓷数量减至19片，同时有效实现该布局下，各片PZT95／5陶瓷电压均低于对应厚度击穿电压的优化目标。

摘要： 电极化PZT95/5铁电陶瓷能够在冲击波加载作用下快速(微秒量级)退极化释放束缚电荷,以形成高功率的瞬态电能输出。本文考虑理想及含微裂纹铁电陶瓷材料在外电场作用下内部形成导电通道以致电失效的情形,基于铁电体冲击放电的电场强度特性和通道电机械击穿理论,对于冲击波垂向加载情形下的铁电体的放电强度以及导电通道诱导的电击穿机理进行了理论分析与探讨,给出了电击穿对应的电场强度(或电压)的初步估计,相关预测结果与实验测试结果进行了对比,变化规律一致,此外还给出了击穿时间随铁电材料结构的几何特征、材料参数等的变化规律。

摘要： 利用轻气炮产生的平面冲击波,研究了锆锡钛酸铅铁电陶瓷在0.24-2.50GPa范围内,铁电→反铁电相变过程的去极化电流,讨论了冲击波压力和电场对去极化的影响。短路负载下,相变起始压力在0.24GPa和0.63GPa之间;相变完全压力约1.23GPa陶瓷。高阻负载下,释放电荷量随负载增加而降低,可能源于冲击波引起的电导率。

摘要： 利用偏光显微镜原位研究了铁电陶瓷BaTiO3单晶中交变电场引起的畴变及该畴变和电致疲劳裂纹扩展的相关性.结果表明,在电场强度E≤0.8Ec(Ec为矫顽电场)的垂直极化方向交变电场作用下,在远离裂尖处能产生畴变,但并不会引起裂纹扩展;但当E≥0.9Ec后,首先在远离裂尖处发生畴变,接着就会发生电致疲劳裂纹扩展,且随电场升高,裂纹开始扩展的疲劳周次下降.如交变电场方向平行于极化方向,则电致疲劳裂纹扩展较为困难.

摘要： BiFeO3(BFO)作为一种理想的无铅多铁材料,因其优异的铁电、压电以及铁磁性能,有望在未来的微机电系统中替代Pb(Zr,Ti)O3而得到广泛的应用.采用溶胶-凝胶法,层层退火工艺,在可溶性NaCl基片上制备出无杂相且结晶较好的BFO模板膜.并对制备BFO模板膜的最佳工艺参数进行了深入探讨:当前躯体溶液浓度为0.3mol/L,匀胶速度为4000r/min,退火温度为500°C时,所制备的BFO模板膜无杂相,晶粒大小均匀致密呈球状,平均晶粒尺寸约为40nm,模板膜厚度为80μm左右.通过对BFO模板膜制备工艺的研究，以期利用BFO模板膜的诱导作用，制备出织构化的BFO陶瓷材料。将在NaCI基片上制得的BFO模板膜压入相同溶液制备的BFO铁电粉体中，类比本课题组CSBT陶瓷块体的制备工艺，在BFO模板膜的诱导作用下制得织构化的BFO铁电陶瓷。

摘要： 为了研究取向纳米PZT薄膜的准同型相变行为，本文提出了一种利用侧倾法θ-2θ衍射研究不同取向晶粒相变的方法。利用溶胶-凝胶方法在(111)取向的Pt衬底上制备PZT薄膜，利用扫描电镜(SEM)和XRD方法研究薄膜的组织、织构和相组成。指出，薄膜中存在(100)和(111)两种择优取向。对于(111)取向的晶粒分别采用ψ=0°的(111)衍射、ψ= 35°的(110)衍射以及ψ= 55°的(200)衍射进行物相分析。对于(100)取向的晶粒可以采用类似的侧倾方法进行相变特性的分析。研究结果表明，不同取向的晶粒具有不同的相组成，其一是MA相，其二是MB相。随薄膜厚度(即残余应力)的变化，两相的极化矢量不同。研究结果有力地支持了M相极化旋转是压电效应的主要原因。

摘要： 本发明涉及一种铁电-反铁电相变热释电陶瓷材料，属于热释电陶瓷领域。本发明公开了一种铁电-反铁电相变热释电陶瓷材料、热释电陶瓷元件及其制备方法。该陶瓷材料的化学成分符合化学通式(Pb1-3x/2Lax)(ZryTizSn1-y-z)O3，其中0＜x≤0.025，y＝0.38～0.46，z＝0.14～0.18；所述陶瓷材料在室温下为铁电相，有无外加电场时，随温度变化均会发生可逆的铁电-反铁电相变。该热释电陶瓷元件经极化处理后或在直流偏压作用下，伴随FE-AFE相变有较大的极化变化，从而获得较大的热释电响应，比传统热释电系数高2-4倍，基本不存在热滞，可用于非制冷红外探测技术或热-电能量转换等领域。

摘要： 室温高铁磁-铁电及高磁介电效应的多铁性陶瓷及其制备方法，涉及一种多铁性陶瓷及其制备方法。是要解决现有BiFeO3基固溶体多铁性陶瓷在室温下铁电性和铁磁性弱，磁介电效应较低的问题。多铁性陶瓷的化学式为(1-x)Ba0.70Ca0.30TiO3-xBiFeO3。方法：一、称取将原料；二、将原料混合，球磨，烘干，压块，得到待预烧压片；三、将待预烧压片预烧，得到预烧结压片；四、将预烧结压片粉碎，球磨，加入聚乙烯醇溶液粘合剂，研磨，过筛，压成待烧结薄片，排粘后，将薄片埋入相同组分的粉料中，烧结成瓷，将陶瓷块体打磨、抛光，即为室温高铁磁-铁电及高磁介电效应的多铁性陶瓷。本发明应用于多铁性材料领域。

摘要： 本发明涉及一种铁电-反铁电相变热释电陶瓷材料，属于热释电陶瓷领域。本发明公开了一种铁电-反铁电相变热释电陶瓷材料、热释电陶瓷元件及其制备方法。该陶瓷材料的化学成分符合化学通式(Pb1-3x/2Lax)(ZryTizSn1-y-z)O3，其中0＜x≤0.025，y＝0.38～0.46，z＝0.14～0.18；所述陶瓷材料在室温下为铁电相，有无外加电场时，随温度变化均会发生可逆的铁电-反铁电相变。该热释电陶瓷元件经极化处理后或在直流偏压作用下，伴随FE-AFE相变有较大的极化变化，从而获得较大的热释电响应，比传统热释电系数高2-4倍，基本不存在热滞，可用于非制冷红外探测技术或热-电能量转换等领域。

摘要： 本发明涉及一种化学式组成为s[L]-x[P]y[M]z[N]p[T]的铁电陶瓷化合物，一种铁电陶瓷单晶及其制备方法。本发明的铁电陶瓷化合物和单晶是具有高压电性、高机电系数以及高电光系数的弛豫铁电体，可用于制造无线电通信用可调滤波器、光通信组件、表面声波组件等等。特别的，制备本发明单晶的方法能够制造出直径为5厘米或更大的单晶和组成均匀的单晶晶片。该化学式中，[P]是氧化铅，[M]是氧化镁或氧化锌，[N]是氧化铌，[T]是二氧化钛，[L]是选自钽酸锂或铌酸锂(LiNbO3)、锂(Li)、氧化锂、铂、铟、钯、铑、镍、钴、铁、锶、钪、钌、铜、钇和镱或其混合物中的一种物质，而x，y，z，p和s分别限定为0.55＜x＜0.60、0.09＜y＜0.20、0.09＜z＜0.20、0.01＜p＜0.27和0.01＜s＜0.1。

摘要： 本发明涉及铁电-反铁电相变无铅铁电陶瓷材料、陶瓷元件及其制备方法，所述铁电-反铁电相变无铅铁电陶瓷材料的化学组成符合化学通式：（1-x）Bi0.5Na0.5TiO3-xBiAlO3，其中0.01≤x≤0.09。本发明通过组分调整和改进工艺，所获得的陶瓷材料具有较大的剩余极化强度Pr，且该陶瓷在一定的温度下存在铁电-反铁电（FE-AFE）相变，这对陶瓷瞬时脉冲放电或热—电能量转换等领域的实际应用有重要价值。

摘要： 本发明涉及一种化学式组成为s[L]－x[P]y[M]z[N]p[T]的铁电陶瓷化合物，一种铁电陶瓷单晶及其制备方法。本发明的铁电陶瓷化合物和单晶是具有高压电性、高机电系数以及高电光系数的弛豫铁电体，可用于制造无线电通信用可调滤波器、光通信组件、表面声波组件等等。特别的，制备本发明单晶的方法能够制造出直径为5厘米或更大的单晶和组成均匀的单晶晶片。该化学式中，[P]是氧化铅，[M]是氧化镁或氧化锌，[N]是氧化铌，[T]是二氧化钛，[L]是选自钽酸锂或铌酸锂(LiNbO3)、锂(Li)、氧化锂、铂、铟、钯、铑、镍、钴、铁、锶、钪、钌、铜、钇和镱或其混合物中的一种物质，而x，y，z，p和s分别限定为0.55＜x＜0.60、0.09＜y＜0.20、0.09＜z＜0.20、0.01＜p＜0.27和0.01＜s＜0.1。

摘要： 本实用新型公开了一种电陶瓷和铁电陶瓷制备用筛分装置，涉及筛分装置领域，包括分成箱和电机箱，所述分成箱的外壁安装有一号电机，所述一号电机的输出端安装有传动齿轮，所述一号电机的内壁位于传动齿轮的一侧转动连接有联动齿轮，所述联动齿轮的内壁连接有辊轴，所述辊轴的上方安装有筛体，所述分成箱的一侧设置有筛箱。本实用新型通过设置一号滤网、二号滤网和辊轴，在筛分装置进行筛分时，筛体上方设置的一号滤网对需要筛分的物体进行初步的筛分，然后二号滤网对被初步筛分的物体进行较为细致的筛分，使筛分更加的精细，避免筛分不完全的清楚出现，同时提高了筛分的效率，减少了多次筛分的和重复筛分的情况出现。

摘要： 本实用新型公开了一种介电陶瓷和铁电陶瓷材料制备设备，涉及陶瓷材料制备领域，包括设备主体，设备主体的外表面安装有操作面板，设备主体的顶部开设有进料口。本实用新型通过设置筛网、粗料箱、电动推杆和运输架，当对介电陶瓷和铁电陶瓷材料制备时，将制备原料从进料口倒入，使用者在操作面板上启动两个电机，两个电机带动粉碎齿转动对原料进行粉碎，粉碎彻底的原料通过筛网掉落设备下方，一些粉碎不够彻底的粗料沿着筛网的倾斜角度流入粗料箱的运输架上，使用者再打开密封盖，启动电动推杆，电动推杆将运输架向上推送，当运输架到达进料口的高度时，使用者将运输架内的粗料倒入进料口，两个粉碎齿对粗料进行二次粉碎。

摘要： 本实用新型公开了一种电陶瓷和铁电陶瓷制备用筛分装置，包括温控箱、传动单元、筛板，所述温控箱包括箱体、加热管，所述箱体的左侧内壁设有均匀分布的加热管，箱体的内部竖直方向设有一个绝热隔板，绝热隔板将箱体分割为左右两个储料箱，所述传动单元包括滑板、导向板、连接杆、销轴、转盘、电机，所述筛板为磁性筛板，还包括控制开关组，本装置利用铁电材料在居里温度范围会自发极化，且高于居里温度时自发极化消失这一特性，将电陶瓷和铁电陶瓷充分筛分，筛分后的铁电陶瓷被自动移送至另一个储料箱降温处理并收集，筛分充分、完全，有效避免了二次混淆，提高了筛分效率，为人们提供了方便。

摘要： 本实用新型公开了一种介电陶瓷和铁电陶瓷材料制备设备包括制粉箱，制粉箱的顶部设置有入料盒，制粉箱的一侧设置有送风管，送风管的一端设置有风力机，风力机的正面设置有风力开关控制板，风力开关控制板的外表面设置有风力开关，制粉箱的另一侧设置有驱动马达，驱动马达的另一端设置有马达轴，马达轴的外表面设置有粉碎叶，制粉箱的正面设置有出料盒，出料盒的一端设置有装料箱，装料箱的顶部设置有装料盖，装料箱的底部设置有移动轮，制粉箱的背面设置有检查窗和制粉箱控制板，制粉箱控制板的外表面设置有控制开关，因此该种介电陶瓷和铁电陶瓷材料制备设备利用其强大的粉碎叶和风力机实现了击碎材料让材料更加的好进行加工的目的。