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《鈦酸鉍鈉無鉛壓電陶瓷與高溫鉍層無鉛壓電陶瓷探索》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、lJl東人學(xué)博Ij學(xué)化論文摘要壓電材料足能在外加機械力的作用下產(chǎn)生極化j{：形成農(nóng)l百電荷，或和外加電場作剛FJ趾乍形變的功能材料。通過外力產(chǎn)q-電荷的現(xiàn)象，稱為Il訓(xùn)il乜效應(yīng)，足LlI^尋qj兄弟于1880年發(fā)現(xiàn)的。壓電效J夠足‘種機電耦合效心，將機械能轉(zhuǎn)換為f乜能，稱為lF壓電效應(yīng)。反之，壓電矗^{：41=置于外電場l{J，}J‘f-夕l,電場的作片j引起品體內(nèi)部薩負電荷中心的位移．極化位移而導(dǎo)致晶體發(fā)生彤變，稱為逆壓電效應(yīng)。這兩種效應(yīng)統(tǒng)稱為壓電效應(yīng)。鉍層狀結(jié)構(gòu)化合物由于其獨特的結(jié)構(gòu)特性和高居罩溫度引起了人們的重視。鉍層狀結(jié)構(gòu)壓電材料在濾波器、能量轉(zhuǎn)換、高溫高頻
2、領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。鉍層狀結(jié)構(gòu)化合物是由二維的鈣鈦礦層和含鉍的(Bi202)2+層沿f軸有規(guī)則的相互交臂排列而成。：本文研究了(1．Y)[(Nao．96．、K。Lio．04)05Bio．s]Ti03一yBa(Zro．055Tio．94s)O．1無鉛jK電陶瓷的壓電介電特性，得到了壓電系數(shù)函3高達185(pC／N)的無鉛艇I乜陶瓷0．94[(Nao．80Ko．16Lio．04)0．5Bio．5]T103-0．06Ba(Zro．055Tio945)03。在對鉍層結(jié)構(gòu)陶瓷結(jié)構(gòu)和極化過程改性上，A位或(和)B位替代被證明足有效的。而且已經(jīng)證實，Ce摻雜叮以有效的提高鉍層結(jié)
3、構(gòu)陶瓷的電阻率和壓電活性。本文研究了Ce摻雜Bi3TiNb09系列超高溫鉍層結(jié)構(gòu)無鉗壓r乜陶瓷，還研究了(LiCe)復(fù)合替代【(Na，K)o．5Bi4．．5Ti40i5】系列、【(Na，K)o．5Bi2．5Nb209】系列商溫鉍層兀糾}J-＆電陶瓷。本文分析了鉍層結(jié)構(gòu)壓電陶瓷壓電活性低的原因，探索出提高其壓電活性和性能的方法。對(Li，Ce)lj勺A位替代對A位含缺位的(Na，K)o5Bi2．5Nb209系列陶瓷的影響進行了研究，使該系列陶瓷的壓電活性獲得了火幅度的提高。該(Na．K)o．5Bi2．5Nb209系列陶瓷的壓電系數(shù)以3達到了28pC／N，比報道的高溫鉍層
4、陶瓷的西j值(-5-19pC／N)高出了50％。用傳統(tǒng)固相燒結(jié)法方法制備了A位缺位的(Na．K)o．5Bi4．5Ti40i5系列陶瓷。(Li，Ce)摻雜極大的提高了(Na．K)o．5Bi45Ti40l5系夕0陶瓷的壓電活性和介電系數(shù)。i亥(Na．K)o5Bi45Ti40l5系列陶瓷的壓電系數(shù)以3達到了26pC／N，該值達到了純Nao．5B‰Ti40l5陶瓷壓電系數(shù)比3值(一10pC／N)lr—J2．5倍以上。在ScTa復(fù)合替代BTNO陶瓷中，Bi3Tio．96Sco．02Tao．02Nb09超商i5A陶瓷IX鈦腋鉍鈉尤鉛KlU陶瓷。j高溫鉍層無鉛It,ilU陶瓷探索具
5、有非常高的壓電系數(shù)西3值(12pC／N)和超高居罩溫度Tc(905oC)。這一成果突破了自玎人砭能達到900oC但壓電活性卻很低(d33值為6pC／N)的記錄。為了提高其電阻率、進一步提高其壓電活性，用Ce02對ScTa替代的BTNO進行摻雜，系統(tǒng)研究了Ce02對該陶瓷壓電活性和電阻率的影響。Bi3Tio．96Sco．02Tao．02NbOg+xwt．％Ce02(x=0．35)陶瓷的比3提高到l8pC／N，該值是前人未改性的Bi3TiNb09壓電性能(6pC／N)的3倍。壓電振子低頻振動模式的高次泛音易與厚度振動模式的基頻相耦合，導(dǎo)致厚度振動的基音串聯(lián)諧振頻率不能精確
6、測量(或無法測量)，造成傳統(tǒng)泛音比法測定壓電振子的機電耦合系數(shù)的精度和一致性變差或無法進行測定。為了克服傳統(tǒng)泛音比法的這一弊端，本文提出了測定壓電振子厚度振動機電耦合系數(shù)的高次泛音比法。此法通過測定3次和3次以上的高次串聯(lián)諧振頻率，用高次泛音比來測定壓電振子厚度振動機電耦合系數(shù)。實驗表明，與傳統(tǒng)泛音比法相比，高次泛音比法具有精確度高和一致性好的明顯優(yōu)勢。為了便于高次泛音比法的應(yīng)用，提供了高次泛音比和機電耦合系數(shù)的對應(yīng)表。關(guān)鍵詞：鉍層狀結(jié)構(gòu)鐵電體；無鉛壓電陶瓷；高居罩溫度：泛音比法X山東人學(xué)博Ij學(xué)位論文AbstractPiezoelectricmaterialsare
7、suchafunctionalmaterialswhichcanbepolarizedtogeneratethesurfaceelectricchargebyexertingamechanicalstressonthem，orcanbedeformedbyexertinganelectricfieldonthem．Thephenomenonofgeneratingelectricalchargebyapplyingastressonanobjectiscalleddirectpiezoelectriceffect，whichwasfirstdisco
