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(Bi_(1/2)Na_(1/2))TiO_3-BaTiO_3系无铅压电陶瓷的研究

马麦霞  
【摘要】: 本文用传统压电陶瓷的制备工艺,制备了无铅压电陶瓷材料(1-x)(Bi_(1/2)Na_(1/2))TiO_3-xBaTiO_3(BNBT)。通过对材料的介电性能、压电性能以及微观结构的系统研究,建立了一套适宜的工艺过程,在此基础上,又研究了BaTiO_3含量对材料性能的影响,最后对BNBT的晶体结构也做了探讨。 预烧温度对材料性能有很大的影响。本文运用XRD研究了在不同温度条件下合成的粉料,确定了预烧温度范围,然后进一步通过性能的测试,最终确定了合适的预烧温度。 粒度对材料性能也有很大的影响。本文通过粒度测定和SEM观察确定了合适的球磨时间。通过研究成型压力与裂纹出现几率的关系,确定了合适的成型压力。 通过对材料性能的研究确定了合适的烧结温度和保温时间。运用XRD对不同烧结温度材料进行研究,发现在整个烧结温度范围内,BNBT-6为三方相和四方相的共存相。通过SEM观察发现烧结温度提高和保温时间延长,都可以促进晶粒的生长。运用EDS对不同形状的晶粒进行成分分析,发现形状不同的晶粒成分不同。 研究材料在不同极化电场、极化时间和极化温度下的性能,确定了该体系适宜的极化条件。 在比较大的范围内系统研究了BaTiO_3含量对材料性能的影响。XRD结果显示体系的准同型相界位置在BaTiO_3 mol%=6附近。在准同型相界附近性能达到最佳值。SEM观察显示,钡离子的加入起抑制晶粒长大的作用,且随钡离子含量的增加,这种抑制作用也更明显。 用高分辨透射显微镜(HRTEM)对晶体结构,包括相、界面、畴结构进行了研究。发现BNBT具有伪立方的结构,在对界面的研究发现界面处有玻璃相存在。


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