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《天津大学》 2012年
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钛酸钡基无铅压电复合陶瓷性能的研究

邹亚囡  
【摘要】:钛酸钡(BaTiO_3)是一种钙钛矿结构压电材料,其居里温度为120℃,具有较高的压电常数。针对无铅压电陶瓷的发展现状,本论文将对钛酸钡基无铅压电陶瓷进行研究。 通过建立基体--颗粒物理模型讨论应力对居里温度和压电系数的影响。讨论了存在内应力的情况下,BaTiO_3--ZrO_2复合陶瓷材料的居里温度和压电系数随着ZrO_2体积百分比的变化。 采用溶胶--凝胶法合成了粒径细小的ZnO-B_2O_3-SiO_2(ZBS)玻璃粉,通过添加ZBS玻璃,实现了陶瓷在1100℃低温下致密烧结。研究了玻璃添加量对陶瓷密度的影响。分析了液相烧结时,用不同颗粒尺寸的BaTiO_3初始粉末制备的陶瓷的密度、相结构、微观形貌和介电性能。通过掺杂MnCO_3,提高了陶瓷的密度,降低了介电损耗,得到较好压电性能的BaTiO_3陶瓷。 利用Pechini法成功合成了1mol%Y_2O_3--ZrO_2纳米粉,并制备了BaTiO_3--ZrO_2复合陶瓷。研究了烧结温度对陶瓷密度、物相和介电性能的影响。通过在BaTiO_3陶瓷中添加ZrO_2,实现了BaTiO_3陶瓷居里温度的提高。烧结温度为1050℃时,BaTiO_3--10vol%ZrO_2复合陶瓷的介电常数最高,居里温度提高到143℃。通过Raman光谱证明内应力是使居里温度提高的原因,随着ZrO_2含量的增加,居里温度向高温方向移动。 分别用固相法和液相法制备Bi、Cu共掺杂的BaTiO_3陶瓷。研究了Bi和Cu的掺杂量对固相法制备的(Ba_(1-2x)Bi_(2x))(CuxTi_(1-x))O_3陶瓷的微观结构、形貌、介电和压电性能的影响。研究分析了溶胶-凝胶自燃烧法制备(Ba_(1-2x)Bi_(2x))(CuxTi_(1-x))O_3粉体的具体工艺条件。研究了烧结工艺对液相法制备的(Ba_(1-2x)Bi_(2x))(CuxTi_(1-x))O_3陶瓷的微观形貌、物相和介电压电性能的影响。在T1=1300℃,T2=1150℃保温10h,x=0.005样品的居里温度为140℃,压电常数d_(33)=100pC/N,d_(31)=-18.44pC/N,K_p=17.62%;x=0.01样品的居里温度为150℃,压电常数d_(33)=80pC/N,d_(31)=-9.88pC/N,K_p=13.88%。并且压电系数d_(31)和机电耦合系数K_p的温度稳定性较好。最后,制备并研究了(Ba_(1-2x)Bi_(2x))(CuxTi_(1-x))O_3--ZrO_2复合陶瓷。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM282

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 Ying-chieh Lee;;Effect of SiO_2 addition on the dielectric properties and microstructure of BaTiO_3-based ceramics in reducing sintering[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2009年01期
2 范景莲,黄伯云,曲选辉,李益民;液相烧结高比重合金早期固相烧结阶段的致密化机理[J];粉末冶金材料科学与工程;1998年02期
3 黄平,徐廷献,孙清池;铋层状化合物Sr_(0.3)Ba_(0.7)Bi_(4-x)La_xTi_4O_(15)陶瓷材料的介电性能[J];硅酸盐学报;2004年07期
4 张林;沈毅;李锋锋;张明熹;李红生;;高温熔融法制备ZnO-B2_O_3-SiO_2玻璃[J];河北理工大学学报(自然科学版);2010年03期
5 孟希敏;刘心宇;周昌荣;;无铅压电陶瓷的研究现状与发展趋势[J];电工材料;2006年03期
6 叶永权;匡同春;雷淑梅;尹诗衡;曾小平;朱红梅;徐昕荣;;金刚石(膜)的拉曼光谱表征技术进展[J];金刚石与磨料磨具工程;2007年05期
7 王震平;李国祥;;无铅压电陶瓷材料的研究现状[J];内蒙古石油化工;2008年22期
8 赁敦敏;郑荞佶;伍晓春;徐成刚;毕剑;高道江;;无铅压电陶瓷研究进展[J];四川师范大学学报(自然科学版);2010年01期
9 黄水根,李麟,O.V.D.Biest,王佩玲,孙维莹;ZrO_2-YO_(1.5)-CeO_2体系的相图估算[J];上海大学学报(自然科学版);2000年04期
10 卢旭晨,徐廷献;溶胶──凝胶法及其应用[J];陶瓷学报;1998年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王升;钛酸钡基抗还原介质的组成改性及基础工艺研究[D];电子科技大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄良钊,张巨先;引入滑石的高铝瓷中非平衡相研究[J];兵器材料科学与工程;1997年04期
2 杜宏伟;魏昕;林悦香;潘志国;江景涛;;LiTaO_3晶片CMP过程的化学去除机理研究[J];半导体技术;2008年03期
3 郭冬云,王耘波,付承菊,于军;MEMS器件中的铁电材料[J];微纳电子技术;2004年03期
4 林元华,张中太,袁方利,李晋林;ZnO导电陶瓷的制备及其性能表征[J];半导体学报;1999年10期
5 叶鑫;张之敬;孙媛;王强;;集成微力检测与反馈的双晶片微夹持器[J];兵工学报;2009年09期
6 刘建华,孙杰,李松梅,陈冬梅;不同形貌氧化锌的微波电磁性能研究[J];北京航空航天大学学报;2004年09期
7 张美湘,张金朝,宋鹂;溶胶-凝胶法制备α-Al_2O_3微晶陶瓷的研究[J];玻璃与搪瓷;2003年01期
8 刘建安,张梅梅;钛酸铅微晶玻璃介电性能研究[J];玻璃与搪瓷;2005年01期
9 蒋文军;李宏杰;卫海民;张志旭;党刚柱;;430不锈钢用绝缘玻璃浆料[J];玻璃与搪瓷;2010年02期
10 王卫林,丘翠环,熊正烨,李智强;铁电粉粒的介电测量[J];江西师范大学学报(自然科学版);2001年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 田晓宝;杨新华;操卫忠;;不同应变率条件下铁电体180°畴结构的力学行为模拟[A];Proceedings of the 2010 Symposium on Piezoelectricity,Acoustic Waves and Device Applications[C];2010年
2 唐斌;张树人;周晓华;李波;王升;;纳米掺杂制备中温烧结钛酸钡X7R陶瓷及Nd掺杂效应研究[A];中国电子学会第十四届电子元件学术年会论文集[C];2006年
3 李月明;张华;洪燕;王竹梅;沈宗洋;;高介电常数微波介质陶瓷及其低温烧结的研究进展[A];中国硅酸盐学会陶瓷分会2010年学术年会论文集(二)[C];2010年
4 丁士文;翟永清;王志强;李金龙;李颖;陈静;;BaSn_(0.1)Ti_(0.9)O_3·yLa_2O_3纳米粉的合成、烧结与介电特性[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
5 王梦魁;杨孝安;王继勋;;微量掺杂对PTC陶瓷性能影响的研究[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
6 熊兆贤;肖芬;薛昊;邱虹;郑建森;张冲;林昌健;岳振星;;新型微波介质陶瓷材料与元件的研制[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(2)[C];2007年
7 朱杰;骆亚娟;孙大志;朱玉丹;金雪琴;;梯度钛酸锶钡(Ba_xSr_(1-x)TiO_3)材料性能的研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(2)[C];2007年
8 郭婷;姜胜林;张海波;林汝湛;;锰掺杂对PMN-PZT陶瓷介电性能的影响[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(2)[C];2007年
9 黄国华;唐艳云;徐建梅;黄津梨;周东祥;;La~(3+)、Li~(1+)对 CaTiO_3微波介电性能的影响[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(2)[C];2007年
10 蔡苇;符春林;邓小玲;赵春新;;Mg掺杂对钛酸钡陶瓷微结构和介电性能的影响[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王希花;基于压电陶瓷迟滞非线性建模及控制系统的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张光祖;钛酸锶钡场致效应及热释电特性研究[D];华中科技大学;2010年
3 吴云良;扫描近场光学显微镜若干关键技术研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 柯常波;NiTi形状记忆合金中Ni_4Ti_3相沉淀行为的相场法模拟研究[D];华南理工大学;2010年
5 康慧珍;光折变表面波激发及其在二次谐波产生中的应用研究[D];南开大学;2010年
6 韩嵘;水泥基压电智能器件特性分析[D];北京交通大学;2010年
7 曾慧中;铁电/AlGaN/GaN半导体异质薄膜的界面表征研究[D];电子科技大学;2010年
8 尚杰;铁电氧化物薄膜的制备及其激光感生电压效应[D];昆明理工大学;2010年
9 严继康;TiO_2压敏陶瓷的晶界偏析与势垒结构研究[D];昆明理工大学;2009年
10 卢琪;电气石/Al_2O_3复合材料的制备及其红外辐射性能研究[D];中国地质大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋文文;ZnNb_2O_6及ZnTa_2O_6陶瓷粉体的制备方法研究[D];中国海洋大学;2010年
2 侯建伟;电子型铁电体的介电调谐性的研究[D];湘潭大学;2010年
3 戴顺洪;NBT-KBT-100x压电薄膜的制备及表征[D];湘潭大学;2010年
4 王芳;Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)铁电纳米管的制备与表征[D];湘潭大学;2010年
5 项尚;BaTiO_3、SrTiO_3及Ba_(1-x)Sr_xTiO_3纳米材料的制备研究[D];湘潭大学;2010年
6 董广军;铁电薄膜的频率依赖关系研究[D];湘潭大学;2010年
7 张军;铁电薄膜界面效应与尺寸效应的研究[D];湘潭大学;2010年
8 许华玉;有机铁电P(VDF-TrFE)薄膜的制备及铁电性能研究[D];湘潭大学;2010年
9 钟婵娟;纳米氢氧化铝镁的制备及其溶胶对重金属阳离子吸附性的研究[D];南昌大学;2010年
10 张燕妮;聚(偏氟乙烯—三氟乙烯)铁电纳米薄膜性能改善的研究[D];华东理工大学;2011年
【二级参考文献】
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1 李艳霞,姚熹,张良莹;贱金属内电极多层陶瓷电容器(BME-MLCCs)研究进展[J];材料导报;2003年10期
2 夏立芳,李光,马南;类金刚石碳膜的热稳定性[J];材料科学与工艺;2000年04期
3 贺连星,李毅,李广成,李承恩;无铅压电陶瓷材料研究进展[J];电子元件与材料;2004年11期
4 杨群保,荆学珍,李永祥,王东,王天宝;无铅压电陶瓷研究的新进展[J];电子元件与材料;2004年11期
5 王文生;多层陶瓷电容器Ni内电极研究进展[J];电子元件与材料;1994年01期
6 王永生,孙力;电子俘获光存储技术[J];电子产品世界;2001年01期
7 秦冠仕,秦伟平,陈宝玖,吴长峰,鄂书林,林久令,赵丹,刘晃清,黄世华;Tm~(3+)和Er~(3+)共掺杂氟氧化物玻璃陶瓷材料结构和上转换发光性质的研究[J];发光学报;2001年04期
8 叶峰,廖源,马玉蓉,方容川;金刚石薄膜的蓝光发射[J];发光学报;1998年03期
9 余华,熊光楠,高素华,娄素云;不同聚集态色心对BaFBr:Eu~(2+)光激励发光的影响[J];光电子技术与信息;2001年02期
10 王欣姿,王永生,孙力,孟宪国;电子俘获光存储材料的最新研究进展[J];光电子技术与信息;2005年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李玲霞;亚微米BaTiO_3 X7R MLC细晶陶瓷介质材料的介电性能研究[D];天津大学;2003年
2 王升;钛酸钡基抗还原介质的组成改性及基础工艺研究[D];电子科技大学;2005年
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1 吴大鹏;镍电极X7R抗还原瓷料的研制[D];电子科技大学;2002年
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1 ;黑瓷复合陶瓷太阳板大幅降低太阳能利用成本[J];墙材革新与建筑节能;2009年07期
2 陈雪梅;MoSi_2基复合陶瓷的高温氧化行为[J];机械工程材料;1999年03期
3 ;提高复合陶瓷涂层质量的基础研究[J];机电产品开发与创新;1996年03期
4 张大海,杨辉,阚红华,翁文剑,葛曼珍,余瑞莲;Al_2O_3/SiC(p) 复合陶瓷力学性能研究[J];浙江大学学报(工学版);1997年05期
5 郭英奎;烧结温度对WC增韧Al_2O_3陶瓷耐磨性的影响[J];宇航材料工艺;2000年02期
6 ;轻质高强复合陶瓷耐热纤维[J];国外建材科技;2001年04期
7 刘玉先,侯绪荣,张正中;Al_2O_3-SiC_w复合陶瓷的显微结构与增韧机理[J];机械工程材料;1994年04期
8 傅铁祥;CuO基多金属氧化物复合陶瓷的制备及电性质[J];长沙电力学院学报(自然科学版);1996年04期
9 褚家恒;复合陶瓷缸套在钻探泥浆泵的应用[J];探矿工程(岩土钻掘工程);1985年02期
10 任萍萍,刘宁,许育东,陈名海;TiC/TiN/Al_2O_3复合陶瓷的研究进展[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2004年01期
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2 朱春城;赫晓东;张幸红;曲伟;;SHS制备TiC-TiB_2复合陶瓷[A];复合材料:生命、环境与高技术——第十二届全国复合材料学术会议论文集[C];2002年
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4 刘代军;杜红亮;唐福生;罗发;周万城;;氧化铋掺杂对铌酸钾钠无铅压电陶瓷性能的影响[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
5 庄志强;黄浩源;莫卿具;;无铅压电陶瓷的研究与应用[A];中国电子学会第十五届电子元件学术年会论文集[C];2008年
6 李静;张富强;靳喜海;高濂;;米羟基磷灰石-氧化锆复合陶瓷生物安全性初评[A];2004年上海市口腔医学学术年会论文汇编[C];2004年
7 刘倩;周剑平;王攀;;镍锌铁氧体Ni0.4Zn0.6Fe2O4和铁电体PZT多铁复合陶瓷的介电性能和磁性能[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
8 蔡苇;符春林;高家诚;邓小玲;陈刚;;常规烧结和微波烧结的钛酸钡陶瓷介电和铁电性比较研究[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第二卷)[C];2011年
9 黄新友;魏敏先;陈志刚;刘会平;高春华;;MnCO_3加入量对(Na_(0.5)Bi_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)TiO_3压电陶瓷性能的影响[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
10 桑可正;金志浩;刘林;;一种新型减摩复合陶瓷的研究[A];第七届全国摩擦学大会会议论文集(一)[C];2002年
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1 驻陕记者 韩宏;新型无铅压电材料研发成功[N];文汇报;2009年
2 记者 鸣琦;西安交大无铅压电材料研究取得重大突破[N];陕西日报;2009年
3 许祖华 冯国;我国首次研制出无铅压电材料[N];中国技术市场报;2009年
4 记者 李军;无铅压电材料锆钛酸钡钙诞生[N];中国化工报;2009年
5 记者 张哲浩;西安交大研制出无铅压电材料[N];科技日报;2010年
6 本报记者 王延斌;曹树梁:搭上“四万亿列车”[N];科技日报;2008年
7 黄帅 张子雨 周亚楠;西安交大研制出一种新材料[N];中国经济时报;2009年
8 翟边;高技术 高品质[N];国际经贸消息;2002年
9 徐美君;国外先进陶瓷研究状况与发展趋势[N];中国建材报;2007年
10 刘民;瞄准一流陶瓷密封材料产品攻关[N];科技日报;2006年
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1 邹亚囡;钛酸钡基无铅压电复合陶瓷性能的研究[D];天津大学;2012年
2 李红波;六方氮化硼基复合陶瓷燃烧合成机理与工艺研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 黎慧;钛酸铋钠基无铅压电陶瓷及其织构技术的研究[D];华中科技大学;2008年
4 刘婷;加速器用BST/Mg_2TiO_4/MgO铁电复合材料研究[D];华中科技大学;2012年
5 周秋生;碳化硅/莫来石/氧化铝复合陶瓷的研制[D];中南大学;2001年
6 宋文植;牙科氧化锆纳米复合陶瓷的制备及性能研究[D];吉林大学;2004年
7 周泽华;氧化锆—氧化铝层状复合陶瓷的性能研究[D];重庆大学;2002年
8 张有凤;LiTaO_3电畴结构及其对Al_2O_3/LiTaO_3复合陶瓷性能的影响[D];哈尔滨工业大学;2008年
9 赵春花;负温度系数热敏陶瓷的电性能和稳定性研究[D];中国科学技术大学;2007年
10 秦明礼;AIN粉末的制备、低温烧结及其注射成形技术的研究[D];中南大学;2002年
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1 张大志;钛酸铋钠—钛酸钡无铅压电薄膜制备及性能研究[D];湘潭大学;2010年
2 王天;改性钛酸钡陶瓷及其介电调谐性能[D];浙江大学;2004年
3 刘若愚;无压烧结碳化硅基复合陶瓷的力学与抗热震性[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 吴华德;铌酸钠钾系无铅压电陶瓷制备及其性能研究[D];南京航空航天大学;2008年
5 宋华伟;低维NaNbO_3无铅压电材料的合成研究[D];汕头大学;2011年
6 李淳伟;Si_3N_4复合陶瓷的增韧方法及其机理研究[D];中南大学;2011年
7 何菲;微波烧结制备原位生长柱状晶增韧氧化铝基复合陶瓷[D];南昌航空大学;2012年
8 杜明;SiO_2复合陶瓷的制备及其相关性能研究[D];山东大学;2012年
9 赵奔;Si_3N_4/BN复合陶瓷制备及其介电性能研究[D];山东大学;2012年
10 斯庭智;Al_2O_3-TiC复合陶瓷的热震和热疲劳行为[D];合肥工业大学;2004年
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