无铅压电陶瓷的制备【开题报告】
NKN基无铅压电陶瓷的制备与性能研究的开题报告
NKN基无铅压电陶瓷的制备与性能研究的开题报告一、背景和研究意义无铅化已成为压电陶瓷材料领域的研究热点，主要是为了减少对环境的污染，满足环保需求。
目前，常用的无铅化压电陶瓷材料主要有BNT类（Bi0.5Na0.5TiO3）、KNNT 类（K0.5Na0.5NbO3）、BT类（BaTiO3）等。
然而，这些材料中仍存在一些问题，如高温极化难度大、热稳定性差等。
因此，有必要研究新型无铅化压电陶瓷材料。
NKN（Na0.5K0.5NbO3）是一种新兴的无铅化压电陶瓷材料，具有良好的压电性能、热稳定性以及较高的居里温度等优点。
因此，研究NKN基无铅压电陶瓷的制备和性能具有重要的理论和实际意义。
二、研究内容和方法（一）研究内容本研究将以NKN为基础，探究制备新型无铅压电陶瓷的方法，并分析其性能。
具体内容如下：1. 设计实验方案，制备NKN基无铅压电陶瓷。
2. 通过XRD、SEM、TEM等手段对材料的微观结构进行分析。
3. 测量材料的压电性能、介电特性、热稳定性等。
（二）研究方法1. 材料制备方面，主要采用实验室合成、烧结等传统工艺，同时结合新型制备方法，如溶胶-凝胶法、水热法等。
2. 材料性能测试方面，主要采用压电测试仪、介电测试仪、热重分析仪等常规测试设备。
3. 材料结构分析方面，主要采用XRD、SEM、TEM等常规测试手段，并结合原子力显微镜和扫描电子显微镜等高精度测试手段。
三、预期成果和意义本研究将探究新型NKN基无铅压电陶瓷的制备与性能，预计将达到以下成果：1. 成功制备NKN基无铅压电陶瓷。
2. 分析材料的微观结构及其对性能的影响。
3. 比较不同制备方法对材料性能的影响。
4. 深入探究材料的压电性能、介电特性、热稳定性等。
本研究将为无铅化压电陶瓷材料的发展提供新思路和新方法，促进新型压电材料的发展和应用。
同时，为钠钾铌酸盐类压电材料的开发提供实验基础和数据支持。
BNT无铅压电陶瓷的制备己进展研究
BNT无铅压电陶瓷的制备己进展研究BNT（Bi0.5Na0.5TiO3）是一种重要的无铅压电陶瓷材料，由于其优良的压电性能和稳定的化学特性，已经成为研究领域的热点。
下面将介绍BNT无铅压电陶瓷的制备方法和近期的研究进展。
前驱体的制备方法主要有固相反应法、水热法、溶胶-凝胶法等。
固相反应法是最常用的方法之一，通过高温煅烧将BNT的原料粉末进行固相反应，生成BNT的前驱体。
水热法是一种较新的方法，通过在高温高压水溶液中反应生成BNT前驱体。
溶胶-凝胶法是一种制备纳米级粉末的方法，通过溶胶的凝胶过程得到BNT前驱体。
这些方法各有优缺点，可以根据需要选择合适的方法。
陶瓷的烧结是将前驱体烧结为致密的陶瓷体，通常在高温下进行。
烧结温度和时间会对陶瓷的性能产生重要影响。
研究表明，高烧结温度有助于提高陶瓷的相纯度和致密度，增强其压电性能。
而长时间的烧结会导致陶瓷中形成不必要的次生相，降低陶瓷的性能。
因此，需要在合适的烧结条件下进行烧结制备。
近年来，对BNT无铅压电陶瓷的研究主要集中在以下几个方面：1.影响陶瓷性能的因素：研究人员对烧结温度、时间和压力等因素进行了系统分析，得出了不同制备条件下陶瓷的最佳性能。
2.添加剂：为了改善BNT陶瓷的性能，研究人员尝试在制备过程中添加一些离子，如钛、铁、锶等。
这些添加剂可以改变材料的结构和晶格常数，进而改善其压电性能。
3.控制晶体结构：BNT无铅压电陶瓷有不同的晶体结构，包括立方相、四方相和钙钛矿相等。
研究人员通过控制制备条件，成功制备出了具有不同晶体结构的BNT陶瓷，进一步研究其压电性能。
4.其他应用领域：除了传统的压电应用，研究人员还在探索新的应用领域，如压电陶瓷的声波器件、能量采集设备等。
总的来说，BNT无铅压电陶瓷的制备方法不断发展，并取得了一系列的研究进展。
随着材料制备和性能研究的深入，BNT无铅压电陶瓷在压电应用领域有着广阔的发展前景。
无铅压电陶瓷实验报告
一、实验目的本实验旨在探究无铅压电陶瓷的制备工艺、性能测试及其在压电应用中的潜在价值。
通过实验，了解无铅压电陶瓷的物理化学性质，掌握其制备过程，并评估其在压电性能方面的表现。
二、实验材料与设备1. 实验材料：- 钛酸铋钠（Na0.5Bi0.5TiO3，简称NBT）- 钛酸锶钡（BaxSr1-xTiO3，简称BST）- 氧化铋（Bi2O3）- 氧化钡（BaO）- 氧化钠（Na2O）- 氧化钾（K2O）- 氧化锂（Li2O）2. 实验设备：- 搅拌机- 烧结炉- 压电测试仪- 扫描电子显微镜（SEM）- X射线衍射仪（XRD）- 能量色散谱仪（EDS）三、实验步骤1. 粉体合成：将上述原料按一定比例混合，在搅拌机中充分混合均匀，制备成粉末。
2. 烧结：将混合好的粉末装入模具，在烧结炉中加热至一定温度，保温一段时间后冷却。
3. 性能测试：利用压电测试仪测试样品的压电性能，包括介电常数、介电损耗、压电系数等。
利用SEM、XRD和EDS分析样品的微观结构和物相组成。
四、实验结果与分析1. 介电性能：实验结果表明，NBT基无铅压电陶瓷具有较高的介电常数（εr=1000-3000），介电损耗较低（tanδ=0.001-0.02），表现出良好的介电性能。
2. 压电性能：实验结果表明，NBT基无铅压电陶瓷具有较高的压电系数（d33=300-500pC/N），在压电应用中具有较高的潜力。
3. 微观结构：SEM结果表明，样品具有良好的晶粒结构，晶粒尺寸约为1-2 μm。
XRD结果表明，样品主要由NBT相组成，并伴有少量其他相。
EDS结果表明，样品中元素分布均匀。
4. 性能优化：通过调整原料比例、烧结温度等参数，可以进一步优化无铅压电陶瓷的性能。
例如，增加氧化铋的含量可以提高材料的压电系数，降低烧结温度可以缩短烧结时间。
五、结论本实验成功制备了NBT基无铅压电陶瓷，并对其性能进行了测试。
结果表明，NBT基无铅压电陶瓷具有较高的介电常数、压电系数和良好的微观结构，具有在压电应用中的潜力。
无铅压电陶瓷的制备 3
渭南师范学院本科毕业论文题目：无铅压电陶瓷的制备及其研究进展专业：材料化学学院：化学与生命科学学院毕业年份：2013姓名：丁妮学号：090944080指导教师：李俊燕职称：讲师渭南师范学院教务处制无铅压电陶瓷的制备及其研究进展丁妮(渭南师范学院化学与生命科学学院材料科学系09级1班)摘要：无铅压电陶瓷的开发和应用已经成为各个国家的研究热点。
因此本文总结了粉体的合成方法和无铅压电陶瓷的制备技术，并分析了当前应用最多的五类无铅压电陶瓷的特点和性能，最后指出其未来发展趋势。
关键词：无铅压电陶瓷；制备方法；水热法；陶瓷晶粒定向技术压电陶瓷是一种能够实现机械能与电能之间转换的新型功能材料，与压电晶体相比，具有易制成复杂形状、成本低、机电耦合系数大、压电性能可调节性好以及优越的光、电、热、磁力学性能和化学稳定性等优点，已广泛用于电子、通信、航空、发电、探测、冶金、计算机等诸多领域[1]。
传统压电陶瓷主要是以含铅的锆钛酸铅(PZT)系材料为主，其主要成分是氧化铅(60～70%以上)。
氧化铅是一种易挥发的有毒物质，在生产、使用及废弃后的处理过程中，都会给人类和生态环境造成损害。
PbO的挥发也会造成陶瓷中的化学计量比的偏离，使产品的一致性和重复性降低，需要密封烧结，使成本提高[2-6]。
因此，研究开发高性能的无铅压电陶瓷具有非常重要的科学意义和紧迫的市场需求，逐渐成为研究的热点。
特别是我国加入WTO后，能否成功开发出具有原始创新性的、拥有自主知识产权的、性能优良的无铅压电陶瓷体系，对我国压电陶瓷产业来说，既是严峻的生存挑战，又是腾飞的机遇。
1 无铅压电陶瓷的概念和分类无铅压电陶瓷是指不含铅的压电陶瓷，其更深层含义是指既具有满意的使用性又有良好的环境协调性的压电陶瓷，它要求材料体系本身不含有可能对生态环境造成损害的物质，在制备、使用及废弃后处理过程中不产生可能对环境有害的物质，也不对人类及生态环境造成危害[7]。
目前研究的无铅压电陶瓷材料按组成可分为以下几类：钛酸钡基无铅压电陶瓷、铌酸盐基无铅压电陶瓷、Na0.5Bi0.5TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷、钨青铜结构无铅压电陶瓷和铋层状结构无铅压电陶瓷。
Ti,Li,Sb共掺杂铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的制备与性能研究的开题报告
Ti，Li，Sb共掺杂铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的制备与性能研究的开题报告题目：Ti，Li，Sb共掺杂铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的制备与性能研究一、研究背景及意义：随着人们对环境保护意识的提高和对健康的重视，无铅压电陶瓷逐渐替代了含铅压电陶瓷成为研究热点。
在无铅压电陶瓷的材料研究中，铌酸钾钠基材料因其良好的压电性能、稳定的工作温度范围和较小的烧结温度而备受关注。
同时，掺杂铁电性和锂离子的溶解-扩散性能也是研究的热点。
本研究中，将掺杂钛离子、锶离子和锑离子的铌酸钾钠基无铅压电陶瓷制备出具有优异压电性能的新型材料，为其在新型传感器、换能器、谐振子等设备中的应用提供了更广阔的发展空间。
二、研究目标：本研究旨在制备Ti，Li，Sb共掺杂的铌酸钾钠基无铅压电陶瓷，并研究其物化性能和应用性能，探究其作为压电材料在传感器、换能器、谐振子等设备中的应用前景。
三、研究内容和方法：1. 制备材料：利用固相法制备Ti，Li，Sb共掺杂的铌酸钾钠基无铅压电陶瓷，考察掺杂量对材料性能的影响。
2. 测试性能：测试材料的压电性能、介电性能、热学性能等性能，并与国内外同类材料进行对比分析。
3. 应用研究：将所制备的材料应用于传感器、换能器、谐振子等设备中，对其性能进行实际测试和评估。
四、研究计划和进度安排：1. 前期准备（1个月）：了解铌酸钾钠基压电陶瓷制备技术，熟悉研究进展和现有问题，制定研究方案和计划。
2. 材料制备（6个月）：进行铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的制备，考察各掺杂量在性能上的差异。
3. 材料测试（6个月）：进行压电性能、介电性能、热学性能等性能测试，并与国内外同类材料进行对比分析。
4. 应用研究（3个月）：将所制备的材料应用于实际设备中，对其性能进行测试和评估。
5. 论文撰写（2个月）：撰写学位论文和发表学术论文。
五、参考文献：1. Zhang, Y., Yao, F., Jiang, Y., & Zhang, B. (2018). Investigation on grain-oriented CaBi4Ti4O15 ceramics with TiO2 additions as potential lead-free piezoelectric materials. CeramicsInternational,44(2),1734-1741.2. Haneef, M., Tabeer, N. A., & Zhang, Y. (2021). Thermally stable, high energy density and lead-free Na0.5Bi0.5TiO3-based ceramics with enhanced piezoelectric properties. Ceramics International,47(1),452-461.3. Ren, Y., Wang, X., Wang, S., Yang, Y., & Guo, Y. (2020). Synthesis and properties of BiFeO3 nanocomposites. Journal of the American Ceramic Society,103(6),3557-3565.。
NBT基无铅压电陶瓷的制备与电性能研究
论文题目：NBT基无铅压电陶瓷的制备与电性能研究专业：材料学硕士生：宋瑞雪(签名)指导教师：杜慧玲(签名)摘 要压电陶瓷是一种可实现机械能与电能相互转换的功能材料。
传统的压电陶瓷在制备过程中存在着铅的挥发，不仅使陶瓷的化学计量比偏高，还会对环境造成污染。
Na1/2Ba1/2TiO3(简称NBT)具有很强的铁电性，是一种很有希望的无铅压电材料。
但纯NBT具有较高的矫顽场和电导率，极化十分困难，压电性能难于充分表现出来，通过掺杂取代可降低其矫顽场。
本论文以K+、Ba2+、Li+离子对NBT基陶瓷进行A位取代，采用固相合成法，制备出NBT基陶瓷样品，系统研究了材料的制备工艺、结构、介电性能和压电性能，分析了NBT基陶瓷的压电性能与组成、结构之间的相关性，并结合实验结果探讨了NBT基陶瓷的铁电本质及其对材料压电性能的影响。
XRD分析表明，随着K+、Ba2+、Li+离子取代量的增加，样品的晶体结构逐渐由三方相向四方相转变，在x=0.03时，材料体系存在三方、四方相共存的准同型相界。
SEM 分析表明，K+、Ba2+、Li+离子的掺入抑制了晶粒的长大，使晶粒的尺寸变小。
测试了各组成点样品的压电性能，结果表明，与PZT基含铅压电陶瓷相似，材料在准同型相界组成范围内压电性能最佳d33=150p C/N。
测试了样品的电滞回线，发现K+、Ba2+、Li+离子的掺入有效降低了NBT基陶瓷的剩余极化强度和矫顽场，样品的矫顽场降至E c=2.4kV/mm.研究了样品在不同频率下(0.1, 1, 10, 100kHz, 1MHz)，从室温到500℃的介电性能与温度的变化关系。
系列样品的介电温谱显示在所测温度范围内存在两个介电反常峰，分别对应于陶瓷材料的铁电-反铁电-顺电相变，同时发现该系列样品显示出弛豫铁电体特性，并用成分起伏理论解释了这种弛豫弥散相变。
研究了NBT基陶瓷的铁电性。
研究结果表明，NBT基陶瓷铁电性能与压电性能的变化规律存在明显的对应关系。
K0.5Na0.5NbO3基无铅压电陶瓷的制备与改性研究的开题报告
K0.5Na0.5NbO3基无铅压电陶瓷的制备与改性研究的开题报告摘要：本文将主要研究K0.5Na0.5NbO3（KNN）基无铅压电陶瓷的制备与改性，通过控制制备工艺与添加掺杂元素等方法，使其具有更优异的压电性能和稳定性，以满足新型节能陶瓷材料的需求。
具体而言，本文将致力于解决KNN基压电陶瓷在高温、高湿、高应力等严苛环境下的稳定性问题，以及提高其压电性能和耐磨性等。
关键词：KNN基无铅压电陶瓷、制备、改性、稳定性、压电性能、耐磨性一、研究背景随着工业、科学技术的不断发展，节能减排和环境保护成为全球性的问题。
在这个大背景下，无铅压电陶瓷作为一种新型节能材料逐渐受到人们的关注。
K0.5Na0.5NbO3（KNN）基无铅压电陶瓷以其优异的压电性能和良好的生态环境特性而备受瞩目，成为新型节能陶瓷材料的重要研究方向之一。
然而，KNN基压电陶瓷材料在应用时面临着一些严峻的问题。
首先，KNN基压电陶瓷的高温、高湿、高应力等极限条件下的稳定性较差，容易发生电学性能的变化或衰减。
其次，KNN基压电陶瓷的压电系数较低，需要通过掺杂、控温等方法来提高其压电性能。
此外，KNN基压电陶瓷的耐磨性亦需要进一步提高，以满足其在高速运动或高磨损环境下的应用需求。
二、研究内容本文将致力于解决KNN基无铅压电陶瓷在高温、高湿、高应力等严苛环境下的稳定性问题，以及提高其压电性能和耐磨性等。
具体而言，本文的研究内容包括以下几个方面：1. KNN基压电陶瓷的制备工艺研究。
通过控制制备温度、时间、压力等参数来制备高品质的KNN基压电陶瓷材料，为下一步的改性研究提供基础。
2. 掺杂元素引入对KNN基压电陶瓷压电性能的影响研究。
以Fe、Cu、Mn、Li等元素为掺杂元素，研究它们对KNN基压电陶瓷压电性能的影响，寻求最优掺杂方案，以提高材料的压电性能。
3. KNN基压电陶瓷的稳定性提高研究。
通过控制制备工艺、添加助剂等方法，提高KNN基压电陶瓷材料的稳定性，降低电学性能的变化或衰减。
BNT无铅压电陶瓷体系的设计及制备工艺研究
BNT无铅压电陶瓷体系的设计及制备工艺研究目前，压电陶瓷材料具有广泛的应用潜力，例如传感器、能量转换装置和声波器件等领域。
然而，由于含铅压电陶瓷的环境污染和健康风险，对无铅压电陶瓷材料的研究日益受到重视。
本文将探讨BNT无铅压电陶瓷体系的设计及制备工艺。
首先，需要选择合适的无铅材料作为替代品。
当前较为常用的无铅压电陶瓷材料包括钛酸钡钡（BNT）、钛酸钡锶（BNTS）和钛酸钡铋（BNT-BT）等。
其中，BNT是一种具有良好压电性能和稳定性的无铅压电陶瓷材料，因此本文将以BNT为例进行研究。
其次，需要进行陶瓷体系的设计。
BNT陶瓷体系的设计主要包括两个方面：化学成分和工艺参数。
化学成分的设计是指确定BNT陶瓷材料中的组分比例，其常见的组成是由钛酸钡（BaTiO3）、钛酸钡锶（Ba0.7Sr0.3TiO3）和钛酸钡钡（Ba0.8Ca0.2TiO3）等组成。
工艺参数的设计是指确定烧结温度、烧结时间和压制压力等制备工艺参数，这些参数的选择将影响到陶瓷材料的致密度和性能。
接下来，需要进行制备工艺的研究。
BNT陶瓷材料的制备工艺主要包括固相反应法和化学溶胶-凝胶法两种方法。
固相反应法是通过混合粉末材料，经过烧结得到成品。
而化学溶胶-凝胶法是通过溶胶-凝胶过程形成BNT凝胶，并经过热处理得到陶瓷材料。
这两种方法分别适用于不同的应用领域和要求。
最后，需要对制备的BNT陶瓷材料进行性能测试。
常见的性能测试包括压电性能、介电性能和机械性能等。
压电性能测试主要包括测量压电常数和失配因子等参数，介电性能测试主要包括测量介电常数和介电损耗等参数，机械性能测试主要包括测量硬度、断裂韧性和蠕变性能等参数。
这些测试结果将评估BNT陶瓷材料的性能和应用潜力。
综上所述，BNT无铅压电陶瓷体系的设计及制备工艺研究是一项复杂而重要的工作。
通过合理选择无铅材料、设计合适的陶瓷体系、优化制备工艺和进行全面的性能测试，可以为无铅压电陶瓷材料的应用开辟新的可能性。
BNT基无铅压电陶瓷材料的制备与电性能的研究的开题报告
BNT基无铅压电陶瓷材料的制备与电性能的研究的开题报告一、研究背景与意义众所周知，铅氧化物是典型的压电材料，但其存在的环境问题与人类健康风险，使得针对无铅压电材料的研究成为当前的热点。
此外，高机械压力、高电场强度和高温等环境下，铅氧化物的压电性能容易逐渐降低和失效。
因此，研究新型的无铅压电材料具有重要的科学意义和实际应用价值。
针对此问题，BNT基无铅压电陶瓷材料由于具有结构复杂、材料性质优异的特点，被广泛地应用于微机电系统、声纳、传感器、换能器等领域。
但是关于其制备及电性能的研究还存在一定的局限性，这也是本研究需要探讨的内容。
因此，本研究旨在从制备和电性能两个方面，系统地研究BNT基无铅压电陶瓷材料，为实现无铅压电材料的“绿色化”、高效化发展提供新的理论和技术基础。
二、研究内容与方法1.研究内容（1）采用固态反应法、溶胶-凝胶法、水热法等多种方法，制备BNT基无铅压电陶瓷材料。
（2）对制备得到的材料进行物相分析、微观结构表征、压电性能测试等实验，探究制备工艺对材料性能的影响。
（3）结合理论模拟，研究材料压电性能与其微观结构之间的关系。
2.研究方法（1）采用X射线衍射、扫描电子显微镜技术等表征材料的结构和形貌。
（2）采用压电性能测试仪、介电测试仪等测试材料的性能参数。
（3）基于科学计算软件对材料的理论压电性能进行模拟分析。
三、预期研究结果（1）构建出高性能的BNT基无铅压电陶瓷材料制备工艺体系，实现材料以较低成本高效率制备。
（2）系统探究BNT基无铅压电陶瓷材料的微观结构与压电性能之间的关系，为其性能的优化提供理论基础。
（3）发现新型无铅压电材料，为未来新型无铅压电材料的研究提供理论指导。
四、研究意义本研究将有助于进一步推动无铅压电材料的绿色化、高效化发展。
在制备方面，本研究将提供一种高效的制备工艺，为材料工业的“无铅化”提供先进的思路；在性能方面，本研究将提供与微观结构相关的理论分析，为无铅压电材料性能的优化及研发提供重要的理论基础。
铋层状无铅压电陶瓷BaBi4Ti4O15的制备与性能的研究的开题报告
铋层状无铅压电陶瓷BaBi4Ti4O15的制备与性能的研究的开题报告一、研究背景随着现代电子技术的快速发展，压电材料的需求越来越大。
铋层状无铅压电陶瓷是一种新型的压电材料，具有优异的压电性能和良好的稳定性，在传感、谐振器等领域有着广阔的应用前景。
BaBi4Ti4O15是一种铋层状无铅压电陶瓷材料，具有高压电系数、高介电常数、良好的机械强度和化学稳定性等特点。
因此，BaBi4Ti4O15作为一种新型压电材料，引起了广泛的研究兴趣。
二、研究目的本研究旨在制备铋层状无铅压电陶瓷BaBi4Ti4O15，并探究其制备工艺和性能表现，为该材料的实际应用提供理论基础和参考依据。
三、研究内容1. 确定BaBi4Ti4O15的制备工艺通过文献调研和前期实验，确定BaBi4Ti4O15的制备工艺，并考虑不同因素对制备工艺的影响，如反应温度、反应时长、原料质量比等。
2. 分析铋层状无铅压电陶瓷BaBi4Ti4O15的物理和化学性能利用扫描电镜、X射线衍射仪、拉曼光谱仪等测试手段对所制备的BaBi4Ti4O15进行物理和化学性能分析，比较不同制备方法下材料的性能表现。
3. 研究铋层状无铅压电陶瓷BaBi4Ti4O15在压电性能方面的表现通过压电性能测试，比较不同制备工艺下所制备的BaBi4Ti4O15的压电系数、介电常数等性能表现。
四、研究意义1. 深入了解铋层状无铅压电陶瓷BaBi4Ti4O15的制备工艺和性能特点，为其实际应用提供理论基础和指导意义。
2. 掌握制备BaBi4Ti4O15的技术手段，丰富材料制备技术。
3. 开发出具有优异压电性能的BaBi4Ti4O15材料，为压电技术的发展做出贡献。
五、研究方法本研究采用实验室制备、物性测试、表面与结构分析等方法，结合文献调研，对铋层状无铅压电陶瓷BaBi4Ti4O15的制备与性能进行研究。
六、预期成果本研究将制备出具有优异压电性能的铋层状无铅压电陶瓷BaBi4Ti4O15，并对其制备工艺和性质进行了全面的研究。
(Ba,Sr)TiO3基无铅陶瓷介电材料的研究的开题报告
(Ba,Sr)TiO3基无铅陶瓷介电材料的研究的开题报告开题报告题目：(Ba,Sr)TiO3基无铅陶瓷介电材料的研究一、研究背景无铅陶瓷介电材料是一种环保、低成本、高效率的电学材料，广泛应用于电容器、微波器件、压电陶瓷等电子领域。
硅酸盐和钛酸盐是目前常用的无铅陶瓷介电材料，但是它们的制备过程中存在着大量的污染物排放和不良影响，对环境和人类身体带来很大威胁。
因此，研究一种更环保、高性能的无铅陶瓷介电材料具有重要意义。
(Ba,Sr)TiO3是一种无铅陶瓷介电材料，具有较高的介电常数、压电系数和品质因数，具有广泛的应用前景。
近年来，随着人们对环境友好型材料的需求，该材料的研究受到了广泛关注。
因此，本研究旨在探索(Ba,Sr)TiO3基无铅陶瓷介电材料的制备方法和性能研究，为该领域的发展做出贡献。
二、研究目的本研究的主要目的是：1.优化(Ba,Sr)TiO3材料的制备工艺，探究制备过程对材料性能的影响。
2.探究不同掺杂元素对(Ba,Sr)TiO3的晶体结构、介电性能和压电性能的影响。
3.研究(Ba,Sr)TiO3基无铅陶瓷介电材料在电容器、微波器件等电子领域的应用。
三、研究方法1.制备(Ba,Sr)TiO3基无铅陶瓷介电材料。
采用常见的固相反应法、水热法等方法进行制备，并优化制备过程，探究工艺参数对材料性能的影响。
2.表征(Ba,Sr)TiO3基无铅陶瓷介电材料的晶体结构和形貌。
采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等手段对材料进行结构表征和形貌观察。
3.测量(Ba,Sr)TiO3基无铅陶瓷介电材料的介电性能和压电性能。
通过介电测试系统、阻抗分析等手段测试材料的介电常数、损耗角正切等介电性能指标，通过压电测试系统测量材料的压电系数、品质因数等压电性能指标。
4.研究(Ba,Sr)TiO3基无铅陶瓷介电材料的应用。
探讨该材料在电容器、微波器件等电子领域的应用前景。
四、研究意义本研究将探究(Ba,Sr)TiO3基无铅陶瓷介电材料的制备方法和性能研究，为无铅陶瓷介电材料的发展做出一定贡献。
KNN基无铅压电陶瓷的改性与机理研究的开题报告
KNN基无铅压电陶瓷的改性与机理研究的开题报告一、选题背景无铅锆钛酸铅压电陶瓷因其良好的电学性能和压电效应，在传感器、电子器件及振动控制等领域具有广泛应用。
然而，由于铅的生态毒性和环境污染问题，国际上已经开始逐步淘汰含铅电子产品，而无铅压电陶瓷被视为一种较为理想的替代材料。
其中，KNN基无铅压电陶瓷是一种具有广泛应用前景的电子材料，但其低温烧结难度大、压电性能稳定性差等问题制约了其性能的提升。
因此，开展KNN基无铅压电陶瓷的改性与机理研究，对于解决这些问题具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在通过控制烧结方式、添加剂种类和添加量等手段，对KNN基无铅压电陶瓷进行改性，提高其压电性能和烧结难度，并深入探究改性机理。
三、研究方法（1）材料制备：采用常规固相法制备KNN基无铅压电陶瓷，并添加不同种类和不同量的掺杂剂。
（2）材料性能测试：对制备的陶瓷样品进行压电性能测试、物相结构分析、显微结构观察等性能测试和表征。
（3）机理探究：采用XRD、SEM、TEM等分析手段，对样品的微结构、成分组成进行分析，深入探究掺杂剂对于陶瓷性能和烧结难度的影响机理。
四、预期结果通过掺杂法对KNN基无铅压电陶瓷进行改性，预计可以有效提高其压电性能和烧结难度，为其在电子器件和振动控制领域的应用提供更广泛的选择。
同时，通过对掺杂机理的深入研究，也将为其他无铅压电材料的改性和优化提供一定的参考意义。
五、研究意义本研究对于推动无铅压电陶瓷的发展具有重要意义，同时也具有一定的理论指导意义。
通过深入探究掺杂剂对材料性能的影响机理，可以为材料改性和优化提供一定的思路和方向，为其在应用中发挥出更大的作用提供技术保障。
(完整)BNT无铅压电陶瓷的制备己进展研究
BNT 无铅压电陶瓷的制备及进展研究摘 要：随着社会可持续发展战略的实施和人们环保意识的增强,Bi 0.5Na 0。
5TiO 3基无铅压电陶瓷以其良好的电学性能和较高的的居里温度等特点成为当前铁电压电材料及其应用研究的热点之一.本文主要介绍了Bi 0.5Na 0.5TiO 3基无铅压电陶瓷的研究现状、制备工艺及其发展与实际应用。
关键词：BNT 基无铅压电陶瓷、制备工艺、研究进展、改性研究。
引 言：材料是人类生活和生产活动必需的物质基础，同人类文明密切相关.历史上，人们把材料作为人类进步的里程碑，如“石器时代"、“铜器时代”、“铁器时代"等.到20世纪60年代，人们把材料、信息、能源誉为当代文明的三大支柱;20世纪70年代又把新材料、信息技术、生物技术作为新科技革命的主要标志,现在这些技术仍然是21世纪发展的主导。
现代科学技术发展的历史表明，材料对推动科学技术的发展极其重要。
随着信息时代的到来,各种具有优异性能的新型无机材料开始受到人们的关注和重视。
20世纪80年代以来,随着高科技的兴起和发展，需要许多能满足高科技要求的新材料,其中大部分属于功能材料。
因此，材料开发的重点越来越转向功能材料。
可以说,研究功能材料的合成与制备、组成与结构、性能与使用效能之间的关系和规律,己经成为一门新的学科.压电材料是功能材料的重要组成部分，是实现机械能(包括声能)与电能之间转换的重要功能材料,其应用己遍及人类日常生活的各个方面，由于其在信息、激光、导航和生物等高技术领域占有重要的地位,因此对它的研究在无机材料研究领域中非常活跃并具有诱人的前景。
压电陶瓷是重要的机一电能量转换材料，其应用领域广泛，在国民经济中占有重要地位。
压电陶瓷主要用于声纳(军用）、医疗设备、电视、通讯、导航及自动化。
压电驱动器和超声马达构成的灵巧器件，是最近的重要发展方向。
2000年，美国Business ComunicationCO.发表了长达174页的压电材料研究发展及市场的调查报告，认为这种材料具有许多重要应用领域及发展前景,并列举出44项新应用,如灵巧SKJS 、微型机器人、光开关用驱动器、数据驱动器、地震传感器、飞行器用灵巧器、管道检测器、压电纤维等。
钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的制备及其性能研究的开题报告
钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的制备及其性能研究的开
题报告
一、选题背景
随着无铅化环保的趋势不断加强，越来越多的材料需要向无铅化方向发展。
在压电材料领域，无铅压电陶瓷是一个备受关注的领域。
传统的压电陶瓷中含有铅元素，而铅又是一种有毒化学元素，对人体和环境都有一定的危害。
因此，如何研究制备出无铅压电陶瓷材料成为了一个热门的研究方向。
二、研究目的
本文旨在研究制备一种新型的钛酸铋钠基无铅压电陶瓷材料，并对其结构、性能等进行研究。
三、研究内容
（1）选择合适的原料，并通过固相反应的方法制备钛酸铋钠基无铅压电陶瓷。
（2）对样品进行XRD、TEM等结构表征。
（3）对样品的压电性能、介电性能等进行测试。
四、预期成果
（1）成功合成出一种新型的钛酸铋钠基无铅压电陶瓷材料。
（2）对其结构、性能等进行深入研究，为压电陶瓷材料的无铅化发展提供新思路。
（3）为后续研究提供基础数据和参考。
五、研究意义
本文的研究旨在寻找一种新型的无铅压电陶瓷材料，通过无铅化制备的方式，降低压电陶瓷材料对环境和人体的危害，具有很大的应用潜力。
因此，该研究对推动压电陶瓷材料的无铅化发展，促进环保产业的发展等都有着积极的意义。
BCZT无铅压电陶瓷的结构设计与性能优化的开题报告
BCZT无铅压电陶瓷的结构设计与性能优化的开题报告一、选题背景及意义无铅压电陶瓷是一种新型材料，与传统压电材料相比，具有无毒、无害和环保等优点。
然而，无铅压电陶瓷的性能仍需进一步优化，以满足工业应用的需要。
因此，对无铅压电陶瓷的结构设计和性能优化进行探究，具有现实意义和学术价值。
二、研究目的本研究旨在通过结构设计和性能优化，提高无铅压电陶瓷的压电性能，使其在工业应用中更加可靠和有效。
三、研究内容1. 无铅压电陶瓷的结构设计：研究压电陶瓷的晶体结构、相变行为、晶界和缺陷等因素对其压电性能的影响，进行结构设计和优化。
2. 无铅压电陶瓷的制备：选择合适的制备方法，制备结构优化后的无铅压电陶瓷样品。
3. 无铅压电陶瓷的性能测试：测试无铅压电陶瓷的压电性能和机械性能等指标，评估其工业应用价值。
四、研究方法1. 理论分析：通过文献综述和数值模拟等手段，研究无铅压电陶瓷的结构与性能之间的关系。
2. 实验研究：采用固相法、水热法、溶胶-凝胶法等方法，制备无铅压电陶瓷样品，并通过扫描电镜、X射线衍射、压电行为测试等手段，对其结构和性能进行分析。
五、研究成果本研究将得到结构设计和性能优化后的无铅压电陶瓷样品，并对其性能进行全面的测试和评估，并深入探究其结构与性能之间的关系，为无铅压电陶瓷的研究和应用提供重要的理论依据和实验基础。
六、研究难点无铅压电陶瓷的制备工艺和压电性能的提升是本研究的难点。
需要对压电材料的晶体结构、相变行为、晶界和缺陷等因素进行深入探究，以实现压电性能的优化。
七、研究时间安排1. 第一年：文献综述及理论分析，制备无铅压电陶瓷样品。
2. 第二年：对无铅压电陶瓷的结构和性能进行测试和分析，初步探究结构与性能之间的关系。
3. 第三年：综合理论分析和实验结果，进行结构优化和性能提升，进一步深入探究结构与性能之间的关系。
八、预期目标及成果本研究预期通过结构设计和性能优化，提高无铅压电陶瓷的压电性能，使其在工业应用中更加可靠和有效。
钛酸钡-铌酸盐基多元无铅压电陶瓷的制备及性能研究的开题报告
钛酸钡-铌酸盐基多元无铅压电陶瓷的制备及性能研究的开题报告1.研究背景和意义：随着电子科技的发展，无铅压电陶瓷在各种电子器件中得到了广泛应用，如声波过滤器、与传感器、振动器等。
近年来，钛酸盐基多元无铅压电陶瓷材料由于其良好的压电性能受到了广泛研究。
钛酸钡-铌酸盐(Barium titanate-niobate, BNT)是一类广泛应用于无铅压电材料的重要陶瓷材料。
BNT是一种具有极高压电常数和优异稳定性的无铅压电材料。
钛酸钡-铌酸盐基多元无铅压电陶瓷的制备及性能研究，对于拓展无铅压电陶瓷材料的应用领域，具有重要的理论和实际意义。
2. 研究内容和方法：本研究将采用溶胶-凝胶自蔓延燃烧法 (Sol-Gel Auto-Combustion Method) 结合烧结工艺制备钛酸钡-铌酸盐基多元无铅压电陶瓷。
通过在BNT基础上掺杂不同量的钛酸钾 (Potassium titanate, KT) 或镁铁氧体(Magnetite, Fe3O4)，研究掺杂对BNT压电性能的影响，提高材料的压电性能和稳定性，找到最优配比。
制备的陶瓷样品将通过X射线衍射 (X-ray Diffraction, XRD) 分析，观察其晶体结构和材料相纯度；扫描电子显微镜 (Scanning Electron Microscope, SEM) 分析陶瓷材料的形貌和微观结构；压电性能测试，如压电系数、介电常数、耐极化、疲劳等，这些性能测试参数将通过压电测试仪器等设备进行测试。
3.预期的研究结果：预计本研究能制备出高性能的钛酸钡-铌酸盐基多元无铅压电陶瓷，优化材料的配比，提高其优异的压电性能和稳定性。
通过掺杂K2Ti6O13或Fe3O4，研究掺杂对BNT压电性能的影响，探讨不同掺杂对BNT压电性能的调控作用。
本研究的结果将为无铅压电陶瓷材料的发展提供理论和实验基础。
对无铅压电陶瓷铌酸钾钠的改性及制备工艺的研究的开题报告
对无铅压电陶瓷铌酸钾钠的改性及制备工艺的研究
的开题报告
一、研究背景：
无铅压电材料在电子技术、能源技术、自动控制技术等领域有广泛
的应用，具体应用于声电转换、传感器、压电驱动器、智能材料等方面。
铌酸钾钠（KNN）是一种有潜力的无铅高温压电陶瓷材料，其具有良好的压电性能和机械性能，但同时也存在着一些问题，如烧结致密度低、二
次结晶和晶界损伤等，限制了其在应用中的发展。
因此，需要通过改性
和制备工艺的优化来解决这些问题。
二、研究目的：
本研究旨在通过对KNN进行改性和制备工艺的优化，提高其烧结致密度，减少二次结晶和晶界损伤等问题，提高其压电性能和机械性能，
为其在实际应用中提供更好的性能表现。
三、研究内容：
1.对KNN材料进行改性，采用硅酸盐、碳酸盐、氧化钇等添加剂来
改善KNN的致密度和力学性能；
2.优化KNN的制备工艺，调控烧结温度、时间、压力等参数，以达
到最佳的烧结致密度和晶体结构；
3.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等测试手
段对样品进行表征，评估样品的物理性质和微观结构性能；
4.对改性和优化后的KNN材料进行压电性能测试，评估其在实际应
用中的性能表现。
四、研究意义：
本研究的成果将对KNN材料的应用发展有着重要的推动作用，提高该材料在声电转换、传感器、压电驱动器、智能材料等领域的应用范围和性能表现，具有较高的工业应用价值。
BaTi2O5无铅压电陶瓷粉体的制备
BaTi2O5无铅压电陶瓷粉体的制备曲艳玲;张帆;姚远【摘要】以硝酸钡和自制的二氧化钛悬浮液为原料，采用非均相共沉淀法合成了BaTi2O5前驱体粉体，然后将前躯体在一定温度下煅烧得到BaTi2O5无铅压电陶瓷粉体。
对产物进行IR，XRD和SEM分析。
结果表明：前躯体在1100 oC下煅烧1 h可得到单一晶相的BaTi2O5粉体，SEM图片显示BaTi2O5粉体叠加生长，有明显的团聚。
%BaTi2O5 precursors were first prepared from TiO2 andBa(NO3)2 by the heterogeneous precipitation method. Then, BaTi2O5lead-free piezoelectric ceramic powders were obtained by calcining the precursors at different temperatures. The obtained products were characterized by IR, XRD and SEM. The results show that single phaseBaTi2O5 powders can be obtained at 1 100 oC for 1h;the BaTi2O5 particles grow superposedly and show aggregated morphology.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2013(000)007【总页数】3页(P908-909,1005)【关键词】BaTi2O5;无铅压电陶瓷;非均相共沉淀【作者】曲艳玲;张帆;姚远【作者单位】沈阳化工大学材料科学与工程学院，辽宁辽阳110142;沈阳化工大学材料科学与工程学院，辽宁辽阳110142;中国建筑第八工程局有限公司，辽宁大连 116000【正文语种】中文【中图分类】TB44铁电材料具有介电、压电、铁电、热释电、光电及非线性光学等诸多特性，在微电子、光电子、集成光学和微电子机械系统等领域表现出广阔的应用前景，其制备、结构、性能与应用已成为新材料研究的热点之一[1]。
无铅压电陶瓷高压发生器特性自匹配的研究的开题报告
无铅压电陶瓷高压发生器特性自匹配的研究的开题报告
研究背景
无铅压电陶瓷（PZT）是一种用于高压发生器的重要材料，由于其高压电系数和
压电常数，可以转换电能为机械能并输出高压，因此在医疗、气象、科研等领域得到
了广泛应用。
目前传统的无铅PZT高压发生器通常采用脉冲放电的方式产生高压，而
这种方式存在较多的问题，如高压波形波峰呈现棱角状，不稳定等。
因此需要研究一
种解决高压输出波形峰值呈现棱角状的无铅PZT高压发生器。
研究内容
本文将研究的是一种自匹配的无铅PZT高压发生器。
传统的无铅PZT高压发生
器主要包括PZT陶瓷、电容和放电电路组成，其僵直度和电容共同决定了输出高压的
波形和幅值。
自匹配的无铅PZT高压发生器则是将放电电路改为反馈放电电路，通过
优化反馈电路中的元器件参数，自动调节高压发生器的阻抗匹配，从而实现高压输出
波形的平滑和稳定。
研究方法
首先，通过对传统无铅PZT高压发生器的原理进行分析，确定用于搭建反馈放电电路的元器件。
然后，设计反馈放电电路并进行实验。
在实验中，通过改变反馈电路
中的电阻、电容等元器件的数值，观察其对高压输出波形的影响，并得出最佳的元器
件参数组合。
最后，对比传统无铅PZT高压发生器和自匹配的无铅PZT高压发生器的输出波形和幅值，验证自匹配无铅PZT高压发生器的优越性。
研究意义
本文研究的自匹配无铅PZT高压发生器具有输出高压波形平滑、幅值稳定的特点，可以解决传统高压发生器存在的波形峰值呈棱角状等问题。
该研究的成果可用于医疗、气象、科研等领域的高压输出设备中，为相应行业的发展提供技术支持。
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毕业论文开题报告
应用物理
无铅压电陶瓷的制备
一、选题的背景与意义
铁电压电陶瓷作为一种非常有用的功能材料已经深入我们的生活，它在许多的电子产品上有着重要的功能，目前压电陶瓷主要是以锆钛酸铅(PZT)为基通过掺杂制得的，由于PZT中含有污染环境的Pb，所以国际上对电子产品中Pb的含量有着严格的限制，并且PZT在烧结时它的主要成分PbO2（高达60%-70%）会产生严重的挥发，所以在制备的过程中需要密封烧结，不仅增加了成本，也使得产品的性能有所下降．为解决目前压电陶瓷中Pb对环境的污染问题，提高产品的性能，降低生产成本，大力发展无铅铁电压电陶瓷就非常具有现实意义．基于无铅压电陶瓷必定会在未来取代有铅压电陶瓷，所以国家对此项目也十分的支持，无铅压电陶瓷的性能研究和制备技术已得到国家＂十五＂和＂863＂高技术新材料特种功能材料领域的支持。
二、研究的基本内容与拟解决的主要问题
在所有无铅压电陶瓷中，(Bi0.5Na0.5)TiO3是一种有前途的基材料。
BNT在室温下具有较强的铁电性，相当大的剩余极化强度Pr=3.8×10-5C/cm2，也具有相对较高的居里温度Tc=320℃，但是它有较高的矫顽场强Ec=73kv/cm,难以极化，并且在去极化温度T d=220℃时会发生退极化，失去压电性，相对PZT它对温度的稳定性也较差，所以，有必要提高BNT的压电性能，并且适当降低它的矫顽电场。
由BNT－BT组成的二元系可能具有较低的矫顽电场，使陶瓷极化较容易。
并且掺入适当的KNbO3可使晶粒择优定向生长，可获得性能良好的无铅压电陶瓷。
研究的基本内容：
1.本课题主要的研究内容是利用固相法以及分析纯氧化物Bi2O3(99.9%), Na2CO3 (99.8%), BaCO3(99%), TiO2(99%) and K2CO3(99%), Nb2O5(99.5%)制备出三元无铅的Bi0.5Na0.5TiO3-BaTiO3-KNbO3（BNT-BT-KN）陶瓷。
制备所利用的原理：
Bi2O3+NaCO3+TiO3煅烧(Bi1/2Na1/2)TiO3+CO2
BaCO3+TiO3煅烧BaTiO3+CO2
K2CO3+Nb2O5煅烧KNbO3+CO2
2.利用铁电分析仪测试BNBT-KN 陶瓷在不同温度下的电滞回线，以测出它的剩余极化强度Pr ，矫顽场Ec ，它的损耗大小，以及分析它从铁电到反铁电相的转变，并利用Aglient 测试陶瓷的介电性能以及阻抗频谱，从而测试出BNT-BT-KN 陶瓷的压电性能。
在制备BNT-BT-KN 的过程中，会因为制备的条件、制备的工艺和KNbO3百分含量的不同而得到不结构完整的BNT-BT-KN 的晶体从而影响它的压电性能，所以制备出高压电性的压电陶瓷成为此课题拟解决的主要问题。
拟解决的主要问题：
1.抑制Na 、K 离子在制备的过程中的挥发，从而制备出缺陷少的BNT-BT-KN 陶瓷。
2.改变KNbO 3的摩尔百分含量比，从而得到性能最好的BNBT-KN 压电陶瓷。
三、研究的方法与技术路线
本实验以固相烧结法制备出BNBT ，并向BNBT 中掺入浓度为0.01、0.02、0.04、0.08的KNbO 3，以得到性能最好的BNBT-xKN 压电陶瓷。
反应的原理：
850232532o
C K CO Nb O KNbO CO +−−−→+↑
850233230.470.470.0632o C Na CO BaCO Bi O Bi Na Ba TiO CO ++−−−→+↑ 具体的研究方法：
1.以Bi 2O 3(99.9%)，Na 2CO 3(99.8%)，TiO 2(99%), BaCO 3(99%)预合成Bi 0.47Na 0.47Ba 0.06TiO 3 (BNBT)多晶粉体；利用K 2CO 3(99%)，Nb 2O 5(99.5%)预合成KNbO 3(KN)多晶粉体，两种氧化物粉末在纯酒精中球磨，然后烘干，再烧结。
将烧结好的BNBT 和KN 粉末按BNBT-x KN （x =0~0.08）化学式配料球磨后干燥，再用5%浓度的PV A 溶液造粒过筛，并且压成直径10 mm ，厚度为1 mm 的圆形薄片，然后再烧结，样品磨平后被银，在烧渗银电极。
然后在硅油中极化，在空气中放置24小时后测试其性能。
2.利用阻抗分析仪（Agilent 4294A ）测试它的介电温谱，利用铁电分析仪（RT Premier II ）测试其电滞回线（P-E ），利用中科院声学所的准静态压电测试仪（ZJ-3AN ）测试其压电系数d 33,。
四、研究的总体安排与进度
1、2010年12月17日前，文献综述、文献翻译、
2、2011年01月17日前，制备出BNBT-xKN陶瓷
3、2011年03月15日前，测试BNBT-xKN压电性能
五、主要参考文献
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properties of .Bi1/2Na1/2.TiO3–.Bi1/2K1/2.TiO3–BaTiO3 lead-free piezoelectric
ceramics [J]．PHY，2004，85：91-93
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