(最新整理)BNT无铅压电陶瓷的制备己进展研究
无铅压电陶瓷材料研究进展
2017年09月无铅压电陶瓷材料研究进展曲莉莉1,2（1.兰州大成科技股份有限公司，甘肃兰州730000；2.兰州大成真空科技有限公司，甘肃兰州730000）摘要：压电陶瓷是一种将机械能和电能互相转换的功能无机非金属材料。
本文主要对无铅压电陶瓷的发展现状做了简要的介绍，并阐述了三种无铅压电陶瓷的改性研究，分别为掺杂改性、固溶改性、织构化。
无铅压电陶瓷的性能，经过进一步研究与改善，将来有望逐渐替代压电陶瓷。
关键词：掺杂；固溶改性；织构化1无铅压电陶瓷的发展现状按晶体结构，无铅压电陶瓷分为铋层状结构、钨青铜结构、钙钛矿结构三个研究系列。
1.1铋层结构铋层结构由二维的(Bi 2O 2)2+层与[BO 6]八面体交替排列而成，A 位是适合于12配位的+1、+2、+3、+4价离子或由其组成的复合离子，B 位是八面体配位离子或由其组成的复合离子，它们的化学通式用(Bi 2O 2)2+(A m-1B m O 3m+1)2-表示，其中m 取整数，与钙钛矿层(A m-1B m O 3m+1)2-内的八面体层数相对应，取值范围在1-5之间。
1.2钨青铜结构钨青铜化合物是由共顶点的[BO 6]式氧八面体堆垛而成，结构通式为(A 1)2(A 2)4(C)4(B 1)2(B 2)8O 30。
通常，钨青铜化合物的自发极化较大、居里温度较高、介电常数较低，其成分与构造对它的铁电性能有重要影响。
1.3钙钛矿结构钙钛矿结构压电陶瓷相具有相对较高的压电常数。
这是由于ABO 3型钙钛矿结构中B 离子易于偏离八面体的体心位置，钙钛矿结构从本质上是有利于显示铁电性的晶体结构。
对压电陶瓷进行掺杂有效的改善了压电性能，结构铋层结构钨青铜结构钙钛矿结构化学式SrBi 2(Nb 0.9Ta 0.1)2O 9Na 0.5Bi 4.5Ti 5O 18CaBi 4Ti 4O 15Sr 0.6Ba 0.4Nb 2O 6Sr 1.9Ca 0.1NaNb 5O 15CaBa 4SmTi 3Nb 7O 30Sr 1.95Ca 0.05NaNb 5O 15-0.5wt%MnO 2(Bi 0.5Na 0.5)TiO 3(Na 0.5Bi 0.5)TiO 3-(K 0.5Bi 0.5)TiO 3-BaTiO 3[Bi 0.5(Na 0.7K 0.25Li 0.05)0.5]TiO 3(K 0.44Na 0.52Li 0.04)(Nb 0.86Ta 0.10Sb 0.04)O 3εr140150-2001609001050902123240-34010501276－k p0.050.05－－0.35－0.130.130.2520.22－d 33(pC/N)131616165210519050149145300T C (℃)42066079075－198260320－－2532无铅压电陶瓷的改性研究人们通过掺杂改性、固溶改性、织构化来提高无铅压电陶瓷的性能，期望得到性能与铅基压电陶瓷相比拟环境友好型无铅压电陶瓷，下面对这几种主要的方面做以简单的介绍。
BNT基无铅压电陶瓷研究进展
度 和简 单 的制造工 艺． 因此 ， ＮＴ基无 铅压 电陶 瓷被认 为是 取 代铅 基压 电陶 瓷最 优 体系 之 一． 是 ， ＮＴ Ｂ 但 Ｂ
压 电 陶瓷在 室温 下矫顽 场较 大 （ ３ １ｋ ｃ ， 电流高 ， 以充 分极 化 ， 且 Ｂ Ｅ 一７ ． Ｖ／ ｍ） 漏 难 而 ＮＴ 陶瓷 中的 Ｎａ０ 。 易 吸水 ， 烧结 温 区狭窄 ， 导致 了 陶瓷的致 密性 和化 学物 理性 能稳 定性 欠佳 ， 因此 ， 纯的钛酸 铋钠 陶瓷难 以 单 实用 化［ ］如何 降低 Ｂ Ｔ的矫顽场 、 ４． Ｎ 提高 Ｂ Ｔ的压电活性 、 Ｎ 改善烧结性能 等是 Ｂ ＮＴ陶瓷实用 化 的关键． ２ Ｏ世 纪 ６ Ｏ年代 起 ， 内外 大量学 者开始 对 Ｂ 国 ＮＴ 基压 电陶瓷 进 行广 泛 研究 ， 成 功制 备 了许 多 具 有 并 实 用化 前景 的陶 瓷体 系． 文归纳 了 Ｂ 本 ＮＴ基无 铅压 电陶瓷体 系 的各 种改性 研究 及发展 趋 势．
１ 添 加 多组 元 改 性 Ｂ ＮＴ基 压 电陶 瓷
从对 Ｐ Ｔ压 电 陶瓷研究 经验看 ， 同型相界 （ Ｂ 对 压 电 陶瓷 的 电学性 能有 较 大影 响［ ］ 同样 ， Ｚ 准 ＭＰ ） ６． 通
过对 Ｂ ＮＴ基 无铅 压 电 陶瓷添 加另外 一种 或 多种体 系 ， 加体 系 的多元化 ， 求二 元或 多元 体 系的准 同 型 增 寻
相界 （ Ｂ 以获 得较好 的压 电性 能 ， ＭＰ ） 被认 为是 目前对 Ｂ ＮＴ改性最 重要 而且是最 有效 的方 法之一 ［ ． ８ ］ １ １ 二元改性 Ｂ ． ＮＴ基 无铅 压 电陶瓷体 系
现在 ， 已经成 功合成 了许 多具有 实用化 前景 的 Ｂ ＮＴ基压 电陶瓷 ， 而其 中有 些 体 系的研 究 已经 相 当成 熟 ， ： ＮＴ Ｂ Ｔｉ ３ Ｂ ， Ｎ — ｉ５ ｏ Ｔ Ｏ （ ＫＴ） 如 Ｂ ＿ ａ Ｏ （ Ｔ） Ｂ Ｔ Ｂｏ Ｋ ． ｉ ３ Ｂ ． ５ 体系 等．
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。
制作bnt基无铅压电陶瓷研究的实验流程
制作bnt基无铅压电陶瓷研究的实验流程In order to conduct research on the production of BNT-based lead-free piezoelectric ceramics, it is important to follow a systematic experimental procedure. This involves several key steps, which are outlined below.Firstly, the starting materials need to be prepared. This includes obtaining high-purity powders of barium carbonate (BaCO3), niobium pentoxide (Nb2O5), and titanium dioxide (TiO2). These powders should be carefully weighed according to the desired stoichiometric ratio of the BNT composition.然后，将准备好的起始材料进行混合和磨碎。
使用球磨罐和高能球磨机，将这些粉末进行干法混合和球磨，以确保它们充分均匀地混合在一起。
Once the powders are mixed and ground, they need to be calcined. The mixture is transferred to a crucible or alumina boat and heated in a furnace at a specific temperature for a certain duration. This calcination step helps in removing any volatile impurities and promotingchemical reactions between the components to form the desired BNT phase.After calcination, the powder is milled again to break down any agglomerates that may have formed during heating. It is important to achieve a fine particle size distribution for optimal densification later on.Next, the milled powder is pressed into green bodies using a hydraulic press or an uniaxial die press. The pressure applied should be carefully controlled to obtain uniform density throughout the green body. Mold release agents or additives can be used to aid in easy removal of the compacted green bodies from the molds.The green bodies are then subjected to a sintering process. They are placed in a high-temperature furnace and heated to a temperature slightly below the melting point of BNT for a specific period. This allows the green bodies to densify and form a solid ceramic structure.After sintering, the ceramic samples are cooled downgradually to room temperature. They can then be characterized using various techniques such as X-ray diffraction (XRD) to determine the crystal structure, scanning electron microscopy (SEM) to examine microstructure, and dielectric measurements to assess piezoelectric properties.Based on the characterization results, adjustments can be made to the experimental parameters, such as calcination temperature or sintering duration, in order to optimize the material properties.Overall, the experimental procedure for researching BNT-based lead-free piezoelectric ceramics involves preparation of starting materials, mixing and grinding of powders, calcination, milling, pressing into green bodies, sintering, cooling, and characterization. Each step should becarefully executed to ensure high-quality ceramic samples and accurate research results.请分段回答，并在每个英文段落后面加上本段的中文翻译。
BNT基无铅压电陶瓷的制备及电学性能研究.doc
BNT基无铅压电陶瓷的制备及电学性能研究Bi<sub>0.5</sub>Na<sub>0.5</sub>TiO<sub>3</sub>（BNT）无铅压电材料具有非常优良的电学性能,是目前无铅压电材料研究的热点之一。
与PZT铅基材料相类似,BNT可以与其它钙钛矿结构的材料固溶形成具有准同型相界（MPB）的固溶体。
本文首先选取了性能较为优异的BiCoO<sub>3</sub>和BaTiO<sub>3</sub>材料对BNT陶瓷进行固溶,制备了具有准同型相界的0.975BNT-0.025BC和0.93BNT-0.07BT陶瓷。
其中,0.93BNT-0.07BT陶瓷在铁电、压电性能上占据明显优势,其剩余极化强度P<sub>r</sub>、矫顽场E<sub>c</sub>、压电常数d<sub>33</sub>分别为30.6μC/cm<sup>2</sup>、16.91 kV/cm、150pC/N。
为了进一步改善陶瓷的性能,基于Bi<sub>0.5</sub>Na<sub>0.5</sub>TiO<sub>3</sub>基陶瓷的固溶研究,选取了性能更加优异的0.93BNT-0.07BT陶瓷为基体材料进行不同价态离子的掺杂改性研究。
分别表征了La<sup>3+</sup>、Mn<sup>4+</sup>和Mo<sup>6+</sup>掺杂0.93BNT-0.07BT陶瓷的物相结构、铁电性能和压电性能并分析其对陶瓷性能的影响。
研究表明,La<sup>3+</sup>的引入削弱了陶瓷的铁电性能,随着掺杂量的升高,其反铁电性特征越明显;Mn<sup>4+</sup>的掺杂使得0.93BNT-0.07BT陶瓷的剩余极化强度和矫顽场都呈现下降趋势,但由于矫顽场降低,陶瓷样品易于极化,并且掺杂含量较少,其压电性能反而小幅度提高;掺杂Mo<sup>6+</sup>的陶瓷在烧结过程中Mo<sup>6+</sup>容易被还原成低价态Mo离子,使晶格中出现多余的氧空位,氧空位的富集加强畴壁的“钉扎”作用,矫顽场增大,铁电性能更加稳定。
无铅压电陶瓷纳米粉体的制备及其陶瓷性能研究进展
无铅压电陶瓷纳米粉体的制备及其陶瓷性能研究进展3于 颖1,胡建强1,陈志武2(1 华南理工大学化学与化工学院化学系,广州510640;2 华南理工大学材料科学与工程学院,广州510640)摘要 随着经济的发展和人们环保意识的增强,无铅压电陶瓷的研究和开发越来越引起人们的重视。
但此类材料的压电性能相对于铅基压电陶瓷来说还存在较大差距,严重制约着它的实际应用。
纳米技术的出现和发展为无铅压电陶瓷性能全面达到或超过铅基压电陶瓷提供了很好的机遇和平台。
综述了近年来无铅压电陶瓷纳米粉体的合成方法,比较了纳米粉体和普通原料制备的无铅压电陶瓷的性能,展望了无铅压电陶瓷未来的发展和应用前景。
通过调控反应参数,得到不同尺寸和形状的纳米粉体,实现无铅压电陶瓷纳米粉体的尺寸和形状均匀且可控,无铅压电陶瓷的性能必将大幅度地提高。
关键词 无铅 压电陶瓷 纳米粉体 制备Progress in N ano 2powder F abrication and Property Study ofLead 2free Piezoelectric CeramicsYU Y ing 1,HU Jianqiang 1,C H EN Zhiwu 2(1 Key Lab of Enhanced Heat Transfer and Energy Conservation ,Ministry of Education ,Department of Chemistry ,College of Chemistry and Chemical Engineering ,South China University of Technology ,Guangzhou 510640;2 College of Materials Scienceand Engineering ,South China University of Technology ,Guangzhou 510640)Abstract Lead 2f ree piezoelectric ceramics (L FPC )have attracted an increasing attention along with the eco 2nomic development and human environmental consciousness improvement.But ,compared with properties of lead piezo 2electric ceramics (L PC ),poor properties of L FPC restrict its applications seriously.Nevertheless ,the appearance and development of nanotechnology offer a good platform to make properties of L FPC reach and even exceed those of L PC.In this paper ,the recent progress in nano 2powder fabrication of L FPC is reviewed.The properties between L FPC based on nano 2powders and L FPC based on ordinary raw material are compared.Finally ,the f uture prospect on the de 2velopment and applications of L FPC based on nano 2powders is proposed.The uniform nano 2powders with controllable sizes and shapes can be acquired by varying reaction parameters ,using which the performance of L FPC will be en 2hanced greatly.K ey w ords lead 2free ,piezoelectric ceramics ,nano 2powders ,fabrication 3广东省自然科学基金面上项目(07006555);华南理工大学“百人计划”启动基金项目 于颖:女,1984年生,硕士研究生 E 2mail :ying.yb @ 胡建强:通讯联系人,男,副教授,主要从事纳米材料研究Tel :020********* E 2mail :jqhusc @0 引言压电陶瓷因具有机电耦合系数高、价格便宜、成型定型容易、能批量生产,而且能实现机械能与电能之间的相互转换等优点,已被广泛地应用于制作传感器、超声换能器、驱动器、压电变压器、滤波器、换能器、压电蜂鸣器等电子和微电子器件。
BNT无铅压电陶瓷体系的设计及制备工艺研究
０ 引言
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ｘ ｙ ０１ ， ＋ ＝ ． Ｙ分 别 取 ０ ２ Ｏ ４ ０ ６ ００ ，相 对 于 ｘ分 别取 ８ ． 、 ． 、． 、 ． ０ ０ ０ ８ ０１ 、． 、．２０１； ．６０１ ０１ 、．０ 原料 ： ２Ｏ （ ４ Ｎａ ３ Ｃ 工业 纯）Ｋ Ｃ （ ９ ％） 、 ２Ｏ３ ９ 、 Ｌ２Ｏ （ ｉ 工业 纯） Ｂ２ （ ９７ 、 ｉ （ ９ ． 、 Ｃ 、 ｉ ９ ． Ｏ３ ％） ＴＯ２ ９Ｏ ％） 聚乙烯醇 （Ｖ ； Ｐ Ａ） 设备 ： 电子天 平 （ Ｇ １、 Ｔ ７ ） 电热鼓 风干燥 箱 （ １２ 、 ＤＬ ０ ） 微粒球磨机 （ 一 １ 、 式电阻炉 （ｘ一２５ ｌ） 携带 式直 ｗＩ ） 箱 ｓ ． Ｏ、 一
ｒ ａｍ ｅｔ ｅ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｅ ｄ ｆｅ ｉｚ ｅ ｅ ｔ ｃＣｅ ｍ ｉｓ Ｓ ｄｕ Ｂｉｍｕ ｈ Ｔ ｔｎ ｔ — ａ ｅ ａｅ ａｓ Ｅ ｅ ｔ ｃ ｌ ｒ ｐ ｒ ｅ ； ｉｔ ｒ ｇ ｙ ｒ ｓ Ｌ ａ — ｅＰ ｅ ｏ ｌｃ ｒ ｒ ｃ ； ｏ ｉｍ ｓ ｔ ｉ ａｅｂ ｓ ｄ Ｍ ｔｒ ｌ； ｌ ｃｒ ａ Ｐ ｏ ｅ ｔ ｓ Ｓ ｅ ｉ ｒ ｉ ａ ａ ｉ ｉ ｉ ｎ ｎ
Ｎ ａ ｓ ｉＴＯ 固 溶 体 具 有 铁 ｏ Ｂ ｉ ５
．
电性 强 、 电耦 合 常 数 大 、 电常 机 介
数小等好性能 ， 它还具有 弛豫性铁 电体 的特 性， 成温度属 烧 中温烧 结， 比较容 易获得好 的陶瓷烧结体。但是单纯的 Ｂ ＮＴ 陶瓷较难实用化 。１６ １ ９ ２年， ．．ｕ ｅ ＣＦＢ ｈｒ ｅ就在 ｘ ０ ０的组成 ． ８ 范围 内研究 了（一）ＮＴｘ ＫＴ钛酸铋钾 Ｂ １ Ｂ —Ｂ （ ｘ ｉ ０） 的品格 参数与组成 的关系 。本 文对 Ｂ” Ｎ 一 ｘ ＴＯ（ ｉ（ ａ Ｌ ． ｉ， 简称 Ｂ ・ Ｎ Ｋ Ｔ 陶瓷进行 了初步研究 ， 定了该 体系的最佳制备工艺 Ｌ） 确
(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。
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。
bnt基无铅压电陶瓷的制备及表征实验流程
bnt基无铅压电陶瓷的制备及表征实验流程1.首先准备所需的原料和化学试剂。
First, prepare the required raw materials and chemical reagents.2.将原料按照一定的比例加入到混合容器中。
Add the raw materials to the mixing container in a certain proportion.3.在混合容器中加入适量的溶剂，并进行均匀混合。
Add an appropriate amount of solvent to the mixing container and mix evenly.4.将混合后的溶液进行搅拌和均匀化处理。
Stir and homogenize the mixed solution.5.将处理后的溶液倒入模具中，进行成型。
Pour the treated solution into the mold for molding.6.将成型后的样品进行初步烧结处理。
The molded sample is subjected to preliminary sintering.7.进行X射线衍射分析，确定样品的结晶结构。
Perform X-ray diffraction analysis to determine the crystalline structure of the sample.8.利用扫描电镜观察样品的形貌和微观结构。
Observe the morphology and microstructure of the sample using a scanning electron microscope.9.进行热重分析，了解样品的热稳定性。
Conduct thermal analysis to understand the thermal stability of the sample.10.测量样品的压电性能和电学性能。
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基无铅压电陶瓷的研究与进展_无铅压电陶瓷20年发明专利分析之二
BN T基无铅压电陶瓷的研究与进展———无铅压电陶瓷20年发明专利分析之二Ξ赁敦敏,肖定全,朱建国,余 萍,鄢洪建(四川大学材料科学系,四川成都610064)摘 要: Bi0.5Na0.5TiO3(BN T)基无铅压电陶瓷是目前研究最广泛、最具吸引力的无铅压电陶瓷体系。
本文分析了BN T基无铅压电陶瓷近20年的发明专利,着重讨论了相关体系的压电铁电性能,并展望了BN T基压电陶瓷今后的发展趋势。
关键词: Bi0.5Na0.5TiO3;无铅压电陶瓷;压电材料中图分类号: TM221 文献标识码:A文章编号:100129731(2003)04203682031 引 言钛酸铋钠Bi0.5Na0.5TiO3(简称BN T)是1960年由Smolen2 sky等人发明的A位复合离子钙钛矿型铁电体,室温时属三角晶系,居里温度为320℃。
BN T具有铁电性强、压电性能佳、介电常数小及声学性能好等优良特征,并且烧结温度低,目前正受到广泛研究,被认为是最可能取代铅基压电陶瓷的无铅压电陶瓷体系因而极具吸引力。
然而,室温下BN T矫顽场大(E c= 73kV/cm),在铁电相区电导率高,因而极难极化;加之该系陶瓷中Na2O易吸水,烧结温度范围较窄,使陶瓷的化学物理性质稳定性和陶瓷致密性欠佳。
因此,单纯的Ba0.50Na0.5TiO3陶瓷难以实用化[1～3]。
多年来,人们对BN T作了大量研究。
1962年,C.F.Buhere 就在x≤0.80的组成范围内研究了(1-x)BN T2x B KT(Bi0.5 K0.5TiO3)的晶格参数与组成的关系[4,6]。
1963～1967年期间,田中哲郎对BN T和B KT,坂田等对B KT2PbTiO3、BN T2PbTiO3以及田中好一郎等对BN T2B T等体系均作了深入研究[5,6]; 1971年,美国B.Jaffe等人报道了BN T和B KT陶瓷的铁电、压电性能[7]。
此后,一些学者相继对BN T2CdTiO3,BN T2Sr TiO3等体系进行了研究,但都没有获得实用化的压电陶瓷材料。
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。
bnt基无铅压电陶瓷的制备及表征实验流程
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无铅压电陶瓷的研究现状与发展趋势
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引言 压电陶瓷是一种用途广泛的功能材料 # 可实现
结温度下挥发性大，一方面对人体、环境造成危害 # 另一方面也使陶瓷中的化学计量比偏离原配方，给 工艺和产品的稳定性带来诸多问题。随着全社会对 环保问题的重视， 寻找能够替代 E F* 的无铅压电陶 瓷材料成为电子材料领域的紧迫任务之一 H& I 。 > 无铅压电陶瓷材料体系 目前， 在压电陶瓷无铅化的研究与开发上， 世界 各国均进行了大量的工作。性能较好的无铅压电陶 瓷研究体系主要有 % 类： ! 钛酸钡 $ ()* +, - ’ 基无铅 压电陶瓷； " 钛酸铋钠 $ $ (+& . / 0 )& . / ’ * +, - ’ 基无铅压 电陶瓷； # 铋层状结构无铅压电陶瓷； $ 铌酸钾钠锂 $ $ 1 # 0 ) # 2 + ’ 0 3, - ’ 基无铅压电陶瓷； % 钨青铜结构 无铅压电陶瓷。这些无铅压电材料由于其成分和结
钛酸钡系压电陶瓷主要性能参数
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钛酸铋钠的晶体结构
虽 然 #$%&’( 陶 瓷 是 目 前 研 究 相 当 成 熟 的 压 电 陶瓷， 但存在有几方面的不足： ! #$%&’( 陶瓷的压电 铁电性能属于中等水平，难于通过掺杂大幅度改变 性能， 无法满足不同的需要； " #$%&’( 陶瓷的工作温 区较窄， 居里点不高， 在室温附近存在着相变， 而且 温度稳定性较差，因此适用温度区间很窄，使用不 方便； # #$%&’( 陶瓷一般需要高温烧结 ; 烧结温度约 为 " ()) 8 < ，且烧结存在一定难度，在很大程度上 限制了其应用 = 2 > 。 所以， #$%&’( 陶瓷难以直接取代铅 基陶瓷。但是 #$%&’( 最大的优势就是低污染性，因 此，近年来关于 #$%&’( 基陶瓷的压电性研究又重新 引起人们的重视。以 #$%&’( 为基加入第二相，能够 得到完全不含铅的压电陶瓷 陶瓷体系主要有 = ! ? @ > ： ; "< ; "A % ! #$%&’(A % B#’( # C EF、 GH、 IJ、 -K 等 < ； ; 2< ; "A % < #$%&’(A % B#’( C :0、 %$< ； ; (< ; "A % < #$%&’(A % B) *, :0’( #$ 等 < 。 ; B C #$、 -$ 等 D ; B C L、 :$D # ; B C -$、 GF、
无铅压电陶瓷的研究与应用进展
无铅压电陶瓷的研究与应用进展一、本文概述随着科技的进步和社会的发展，无铅压电陶瓷作为一种重要的功能材料，其在众多领域中的应用越来越广泛。
无铅压电陶瓷，顾名思义，是指那些不含有铅元素，同时具备压电效应的陶瓷材料。
这类材料因其独特的物理性质，如压电性、热释电性、铁电性等，使得它们在传感器、换能器、谐振器、滤波器、驱动器等电子元器件以及医疗、环保、能源、通信等领域具有广阔的应用前景。
本文旨在全面综述无铅压电陶瓷的研究现状和应用进展。
我们将首先介绍无铅压电陶瓷的基本概念、性质及分类，然后重点论述其制备工艺、性能优化、改性方法等关键技术问题。
我们还将对无铅压电陶瓷在各个领域的应用情况进行深入探讨，分析其在不同应用场景中的优势和挑战。
我们将对无铅压电陶瓷的未来发展趋势进行展望，以期为推动该领域的研究和应用提供有益的参考。
二、无铅压电陶瓷的分类与性能无铅压电陶瓷，作为一种环境友好且性能优良的压电材料，近年来受到了广泛的关注和研究。
根据其组成和结构的不同，无铅压电陶瓷主要可以分为以下几类：碱土金属氧化物基无铅压电陶瓷、铋层状结构无铅压电陶瓷、钨青铜结构无铅压电陶瓷以及其他复杂结构无铅压电陶瓷。
碱土金属氧化物基无铅压电陶瓷，如钛酸钡（BaTiO3）和钛酸锶（SrTiO3）等，具有较高的居里温度和稳定的压电性能。
这些材料在传感器、执行器以及谐振器等领域有着广泛的应用。
然而，它们的压电性能相对铅基压电陶瓷来说较低，因此，提高其压电性能是无铅压电陶瓷研究的重要方向。
铋层状结构无铅压电陶瓷，如铋酸钠（Bi2NaNbO7）和铋酸钾（Bi2KNbO7）等，具有层状结构和良好的压电性能。
这类材料的压电常数和介电常数都较高，因此在高频、高功率、高温等极端环境下具有广泛的应用前景。
然而，其居里温度较低，限制了其在高温领域的应用。
钨青铜结构无铅压电陶瓷，如铌酸钾钠（K5Na5NbO3）和铌酸钾锂（LiNbO3）等，具有良好的压电性能和较高的居里温度。
无铅压电陶瓷的研究进展
无铅压电陶瓷的研究进展罗帆材料学院材控0811班U2008xxxxx摘要：本文概述了近年来国内外无铅压电陶瓷材料的研究现状, 介绍了钛酸钡基、铋层状结构、钛酸铋钠基、碱金属铌酸盐系以及钨青铜结构无铅压电陶瓷体系的研究进展, 并对无铅压电陶瓷的发展作了展望。
关键词：无铅压电陶瓷，钛酸钡基，钛酸铋钠基，铋层状结构，碱金属铋酸盐，钨青铜结构正文：压电陶瓷是重要的高科技功能材料，它被广泛应用于通信、家电、航空、探测和计算机等领域。
但是，由于目前使用的压电陶瓷大多都是含铅的，如最常用的以Pb（Ti，Zr)O(PTZ)为基的多元系陶瓷，3其中铅基压电陶瓷中氧化铅约占原材料总量的70%左右。
PbO有毒，在烧结温度下易挥发，不仅危害人体，而且会使其化学计量式偏离其计算配方，进而使产品一致性和重复性降低, 导致陶瓷性能下降。
因此，无铅基压电陶瓷将显示其良好的环境友好性而被越来越多的研究和应用。
到目前为止，无铅压电陶瓷体系主要有五大类：①钛酸钡(BaTiO) 基无铅压电陶瓷; ②钛酸铋钠基无铅压电陶瓷; ③铋层状结3构无铅压电陶瓷; ④碱金属铌酸盐系无铅压电陶瓷; ⑤钨青铜结构无铅压电陶瓷。
由于各类材料的结构和功能各不相同，下面将分别予以介绍。
钛酸钡基无铅压电陶瓷Ba TiO（BT）是最早发现的无铅压电材料，对它的研究已相当3成熟，最初用于压电振子材料。
其居里温度较低, 工作温度范围较窄, 压电性能属于中等水平, 难以通过掺杂改性来大幅度改善其压电性能,且在室温附近存在相变, 所以其在压电方面的应用受到限制。
近年来，通过对钛酸钡的位置取代和掺杂改性，钛酸钡基无铅压电陶瓷的研究体系主要包括：(1) (1-x) BaTiO-xAB3O(A=Ba、Ca 等; B=Zr、Sn、Hf、Ce等);3(2) (1-x) BaTiO-xA′B′3O(A′=K、Na 等; B′=Nb、Ta 等) ;3(3) (1-x) BaTiO-xA0.5〞Nb3O(A〞= Ba、Ca、Sr 等)。
钛酸铋钠基无铅压电陶瓷研究进展
---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---摘要钛酸铋钠基无铅压电陶瓷是压电材料中的一种关键的，具有广泛应用的功能材料，能实现电能与机械能之间的相互转换。
本文主要综述压电陶瓷的基础概念（压电性和铁电性）、主要结构以及应用方面的发展过程及现状。
如今锆钛酸铅（PZT）是人们最为熟悉且用量最大的功能材料，尽管PZT基材料具有优良的性质、较好接受的价格，但是PZT含有大量的有害物质铅，所以在制备、使用和处理过程中不可避免地引起一系列违背环境友好型发展问题。
因此，研究对环境友好和对人类无害的无铅压电材料引起了越来越多的关注。
自21世纪初以来，无铅压电材料的研发逐渐的有了快速发展，很快的应用在了一些领域并且效益也很让人满意。
本文主要以钛酸铋钠基无铅压电陶瓷（BNT）为例，讲述有关无铅压电陶瓷的基础理论、离子掺杂和应用于储能电容器方面的研究进展及现状以及今后发展的方向和目标做出展望和研究方向。
关键词：铁电性和压电性；BNT；无铅压电陶瓷；掺杂；储能型电容器AbstractBismuth sodium titanate lead-free piezoelectric ceramics (PZT) is a key functional material in piezoelectric materials, which can realize the mutual conversion between electrical energy and mechanical energy. In this paper, the basic concepts (piezoelectric and ferroelectric), main structures and applications of piezoelectric ceramics are reviewed. Today, lead zirconate titanate (PZT) is the most familiar and most used functional material. Despite the excellent electrical properties of PZT based materials, the content of lead oxide is extremely high , which inevitably causes environmental problems in the process of preparation, use and treatment. Therefore, lead-free piezoelectric materials have attracted more and more attention. Since 2000, research and development of lead-free piezoelectric materials has made significant progress, this article mainly sodium bismuth titanate based lead-free piezoelectric ceramics (BNT) as an example, the story about the basic theory and application of lead-free piezoelectric ceramics in temperature stable progress of capacitor and the energy storage capacitor and the present situation and future development direction and goals to make prospects and research direction.Key words: Ferroelectric and piezoelectric；BNT；Leadless piezoelectric ceramics；Adulteration；Energy-storage capacitor.钛酸铋钠基无铅压电陶瓷研究进展1.引言压电材料能实现机械能与电能的相互转化，我们把这种相互转化定义为压电效应。
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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，Bi0.5Na0.5TiO3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Bi0.5Na0.5TiO3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。
另外，无线及有线通讯方面的革命，更促进其发展.另外，可携带式电话通讯方面应用，还发展了独石型多层压电器件,作为滤波器用。
从几十到几百兆周频率,用于低动作电压、高速、高感度振动、驱动、发音、震动传感、升压变压器等方面.随着高新技术的发展，压电陶瓷的用途必将越来越广阔。
除了用于高科技领域，它更多的是在日常生活中为人们服务，人们创造更美好的生活.1、BNT无铅压电陶瓷介绍：1.1BNT无铅压电陶瓷的结构Bi0。
5Na0.5TiO3（简称为BNT)属于钙钦矿结构无铅压电陶瓷,它的化学结构式为ABO3，全配位为A:B:O=12：6:6。
其结构图如1。
1所示：图1。
1钙钛矿结构图Fig1.1 Structure of perovskiteBi3+和Na+以1:1的比例共同占据A位，Na+或者Bi3+位于立方体的顶点位置，氧八面体的中心属于B位,是由Ti4+独自占据.立方体的每个面心上都有一个O2-，Bi3+（0。
96*10-3m)离子的半径只比Na+（0.97*10—3m)的半径小0。
01*10-3m。
BNT中的三价链离子与Pb2+具有相同的气体型外层电子结构，这种电子结构具有非惰性。
铋离子（Bi3+）的外层非对称混合轨道中的孤对电子很容易与氧离子(O2-)形成非对称共价键，这样有利于铁电性的稳定,同样也增强了电子位移极化率，因而这种结构受到国内专家和相关研究者的广泛关注，开发潜力很大。
左图的晶体处于居里温度（Tc）之上，属于立方晶相的范畴，正负电荷中心不存在分离，所以不存在自发极化;右图的晶体处于居里温度之下。
属于四方晶相的范畴，正负电荷中心分离。
因而存在与C轴平行的自发极化。
1。
2BNT的主要特性Smolenskii等专家于1960年首次合成BNT无铅压电陶瓷之后，这种无铅压电陶瓷就因其具有显著的优势而得到研究者的广泛研究和关注，钦酸秘钠(BNT）属于钙认矿型结构的A位离子复合取代铁电体,它主要具有以下几点优势。
（1）剩余极化强度(Pr=38μC/cm2)较大；(2）居里温度（T c=320℃)较高；（3）各向异性机电藕合系数较大（厚度机电祸合系数（K t≧48%)和平面机电藕合系数(K p=16.5～25。
5％))，（4）频率常数（N t≧255OHz·m)较高;290～524)小,因而可以更好地满足超声范畴的应用。
（5）介电常数(ع=但是BNT也有以下两点劣势。
其一，室温下，BNT无铅压电陶瓷的矫顽场比较大，铁电相区的电导率也比较高，造成漏电流大，难以极化;其二，BNT的烧结温区不宽,主要因为铋在1130℃左右存在挥发,导致其致密性下降,最终造成相关性能下降。
综上所述，与错钦酸铅（PZT)陶瓷相比，BNT相差甚远，因而BNT在短期内难以实用化。
2、BNT无铅压电陶瓷的制备工艺2。
1固相合成法固相合成法是利用固相物质之间或固相与气相物质之间相互反应制备出陶瓷粉体的一种方法。
如利用固相合成法制备BNT粉体，按化学计量比称取分析纯的原料Bi2O3，Na2CO3和T i O2，用无水乙醇作介质，先进行球磨混合。
干燥细化后，在800℃左右保温2h合成BNT粉末，并在 1180℃一1200℃下烧结,可得到密度为理论值94%的致密陶瓷。
如图2.1所示是固相反应法制备样品的工艺流程图：图2.1 固相反应法制备压电陶瓷的工艺流程图固相法一直是我们制备铅基压电陶瓷和无铅压电陶瓷的主要方法。
主要因为固相法具有以下优点，（l)操作简单容易实现,(2）实验所需成本比较低,（3）容易推广。
但此方法的实验环节较多,容易混入杂质，因而很难达到成分的均匀混合，一般晶粒较大,有时还会产生杂相，这些因素都将影响压电性能。
2.2溶胶—-凝胶法近年来,溶胶一凝胶法在制造精细陶瓷方面受到人们的注意。
溶胶一凝胶法是制备超细颗粒的一种湿化学法。
它先将原料从“悬浮态”转换到“分散态”，调节pH 值使有机金属盐溶液经过溶胶一凝胶过程,最后经过低温热处理得到纳米粉体。
利用这种方法制备的材料各种组分可以实现原子或分子级的均匀混合，从而可制得高度均匀致密的材与传统的固相法相比,该法制备的BNT陶瓷粉体具有纯度高、粒度小、均匀性好、工艺设备简单易行、可控性好、压电性能高等优点，其中(Bi0。
5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3陶瓷最大d33达 173pc/N，与传统工艺相比提高了近40％.但使用的原料价格比较高,且颗粒易发生团聚。
2.3水热合成法水热反应过程是指在一定的温度和压力下,在水、水溶液或蒸汽等流体中所进行有关化学反应的总称。
按水热反应的温度进行分类，可以分为亚临界反应和超临界反应，前者反应温度在100℃一240℃之间，适于工业或实验室操作.后者实验温度已高达1000℃，压强高达0。
3GPa，是利用作为反应介质的水在超临界状态下的性质和反应物质在高温高压水热条件下的特殊性质进行合成反应。
在水热条件下，水可以作为一种化学组分起作用并参加反应,既是溶剂又是矿化剂同时还可作为压力传递介质;通过参加渗析反应和控制物理化学因素等，实现无机化合物的形成和改性，既可制备单组分微小晶体,又可以制备双组分或多组分的特殊化合物粉末。
水热法的基本原理是在高温、高压下一些氢氧化物在水中的溶解度大于对应的氧化物在水中的溶解度,于是氢氧化物溶入水中同时析出氧化物。
作为反应物的氢氧化物可以是预先制备好在施加高温、高压,也可以通过化学反应（如水解反应）在高温、高压下即时生成。
在高温高压下,水的性质将发生蒸气压变高、密度变低、粘度变低和离子积变高等诸多变化。
因此在加压高温水热反应条件下，即使是常温条件下不溶于水的矿物或其它有机物也能诱发离子反应或促进反应.水热反应加剧的主要原因是水的电离常数随水热反应温度的上升而增加.由于水合作用易于在高密度下进行，所以温度和压力升高的联合作用会引起很强的离解作用。
严格说来，水热技术中几种重要的纳米粉体制备方法或反应过程的原理并不完全相同，即并非都可用这种“溶解一沉淀"机理来解释。
反应过程中有关矿化剂的作用，中间产物和反应条件对产物的影响等问题尚不十分清楚。
水热法直接生成氧化物，避免了一般湿化学法需要经过锻烧转化成氧化物这一可能形成硬团聚的步骤。
所形成的粉料中晶粒发育完整，团聚程度很轻。
水热过程中的温度、压力、处理时间以及溶液的成份、pH值、所用的前驱体种类、有无矿化剂和矿化剂的种类等等对所生成的氧化物颗粒的大小、形状有很大的影响.2。
4模版生长法模板生长法是晶粒取向生长法中的一种，它将定向的模板（籽晶)埋入致密的原料中，热处理时,原料反应生成产物晶相并在定向排列的模板上成核生长，形成具有一定尺寸晶粒的定向排列的织构陶瓷.该法制备的样品具有可与单晶媲美的性能，但体积收缩率较大、成本昂贵，且只适用于织构陶瓷的制备，在生产上很少得到应用。
用该法制备BNT基陶瓷,国内少有报道。
该法制备的样品具有可与单晶媲美的性能，但体积收缩率较大、成本昂贵，且只适用于织构陶瓷的制备，在生产上很少得到应用。
3、BNT无铅压电陶瓷的研究进展1960年，Smolenski等人率先合成钛酸铋钠基无铅压电陶瓷体系,BNT基无铅压电陶瓷具有较大的机电耦合系数、各向异性、高居里温度、较好的声学及电学性能、相对较低的烧结温度和简单的制造工艺。
因此，BNT基无铅压电陶瓷被认为取代铅基压电陶瓷最优体系之一。
但BNT压电陶瓷在室温下矫顽场较大，漏电流高，难以充分极化,并且BNT陶瓷中的Na2O容易吸水，烧结区狭窄,导致陶瓷的致密性和化学物理性能稳定性欠佳，因此单纯的BNT陶瓷难以实现实用化.近年来，国内外大量学者针对BNT 基无铅压电陶瓷体系进行了各种掺杂改性研究，并取得了不错的进展。
4、BNT无铅压电陶瓷的发展方向作为新一代无铅压电陶瓷材料，BNT基无铅压电陶瓷虽然取得了很大的进展，但和已经成熟的铅基陶瓷相比，无铅压电陶瓷的性能还存在较大差距,而且还无法从根本上得知造成这种差距的原因，因为现今对BNT基无铅压电陶瓷的研究大多都未进入深入物质结构上的研究,还无法从物质结构上弄清BNT基压电陶瓷和铅基陶瓷在微观电子云结构上的差异，从而导致宏观上性能的巨大差异。