BNT基无铅压电陶瓷研究

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无铅压电陶瓷的研究现状与发展前景

无铅压电陶瓷的研究现状与发展前景Tadashi Takenaka，Hajime NagataFaculty of Science and Technology，Tokyo University of Science，Yamazaki 2641，Nada，Chiba-ken 278-8510，Japan摘要：钙钛矿结构的陶瓷和铋层结构BLSF陶瓷因具有优良的绝缘性、铁电性和压电性，成为污染环境的含铅压电陶瓷的良好替代材料。

钙钛矿陶瓷广泛应用于高能换能器，具有较高的压电常数d33(>300pC/N)和高的居里温度Tc(>200℃)。

采用固相法制备的BaTiO3，即(1-x) BaTiO3-x(Bi0.5K0.5)TiO3[BTBK-100x]陶瓷,Tc 随着x的增加而增加。

BTBK-20+MnCO30.1wt%陶瓷显示出高的Tc（~200℃），同时机电耦合系数k33=0.35。

固相法得到的a Bi0.5Na0.5)TiO3-b BaTiO3-c Bi0.5K0.5)TiO3[BNBK(100a/100b/100c)陶瓷,相对于BNBK(85.2/2.8/12)的d33和Tc 分别为191pC/N和301℃。

另一方面，BLSF陶瓷是优良的高温压电传感器和具有高机械品质因数Qm的陶瓷共振器，并且在低温下谐振频繁(Tc-f r)。

施主掺杂Bi4Ti3O12的陶瓷例如Bi4Ti3-x Nb x O12[BINT-x]和Bi4Ti3-x V x O12[BIVT-x]表现出高的Tc（~650℃）。

BINT-0.08陶瓷初始晶粒的k33值为0.39并在350℃时保持这一值。

基于固相体系的Bi3TiTaO9(BTT)Sr x-1Bi4-x Ti2-x Ta x O9[SBTT2(x)](1≤x≤2)在x=1.25的P型半导体中表现出高的Qm值(=13500)。

关键词：铁电性，压电性，钙钛矿，铋层结构铁电体1. 前言压电性是电子和机电材料表现出来的重要性质。

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，ＮＴＢ但Ｂ
压电陶瓷在室温下矫顽场较大（３１ｋｃ，电流高，以充分极化，且ＢＥ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ＢＴ的矫顽场、４．Ｎ提高ＢＴ的压电活性、Ｎ改善烧结性能等是ＢＮＴ陶瓷实用化的关键．２Ｏ世纪６Ｏ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ＢＮＴ基压电陶瓷
从对ＰＴ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ＢＮＴ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ＢＮＴ改性最重要而且是最有效的方法之一［．８］１１二元改性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ＢＮＴ基压电陶瓷，而其中有些体系的研究已经相当成熟，：ＮＴＢＴｉ３Ｂ，Ｎ — ｉ５ｏＴＯ（ＫＴ）如Ｂ＿ａＯ（Ｔ）ＢＴＢｏＫ．ｉ３Ｂ．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。

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)。

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
ｘｙ０１，＋＝．Ｙ分别取０２Ｏ４０６００，相对于ｘ分别取８．、．、．、．０００８０１、．、．２０１；．６０１０１、．０原料：２Ｏ（４Ｎａ３Ｃ工业纯）ＫＣ（９％）、２Ｏ３９、Ｌ２Ｏ（ｉ工业纯）Ｂ２（９７、ｉ（９．、Ｃ、ｉ９．Ｏ３％）ＴＯ２９Ｏ％）聚乙烯醇（Ｖ；ＰＡ）设备：电子天平（Ｇ１、Ｔ７）电热鼓风干燥箱（１２、ＤＬ０）微粒球磨机（一１、式电阻炉（ｘ一２５ｌ）携带式直ｗＩ）箱ｓ．Ｏ、一
ｒａｍｅｔｅ
Ｋｅｗｏｄ：ｅｄｆｅｉｚｅｅｔｃＣｅｍｉｓＳｄｕＢｉｍｕｈＴｔｎｔ — ａｅａｅａｓＥｅｔｃｌｒｐｒｅ；ｉｔｒｇｙｒｓＬａ — ｅＰｅｏｌｃｒｒｃ；ｏｉｍｓｔｉａｅｂｓｄＭｔｒｌ；ｌｃｒａＰｏｅｔｓＳｅｉｒｉａａｉｉｉｎｎ
ＮａｓｉＴＯ固溶体具有铁ｏＢｉ５
．
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ＢＮＴ陶瓷较难实用化。１６１９２年，．．ｕｅＣＦＢｈｒｅ就在ｘ００的组成．８范围内研究了（一）ＮＴｘＫＴ钛酸铋钾Ｂ１Ｂ —Ｂ（ｘｉ０）的品格参数与组成的关系。本文对Ｂ” Ｎ一ｘＴＯ（ｉ（ａＬ．ｉ，简称Ｂ・ＮＫＴ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。

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。

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下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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无铅压电陶瓷研究开发进展_赁敦敏

LIN Dun-min, XIAO Ding-quan, ZHU Jian-guo, YU Ping, YAN Hong-jian
( D ept . of M at erials Science, S ichuan U niversit y, Chengdu 610064, China)
Abstract: T he researches of lead-free piezoelectr ic ceramics have been v er y important for envir onm ental protection
Na) ; ( 4) ( 1- x ) BN T -x A Ⅱ BⅡO 3 ( A Ⅱ = Bi、La; B Ⅱ
= Cr、Fe、Sc、M n) ;
( 5) ( 1- x - y ) BN T -x BaT iO3-y BiFeO3; ( 6) ( 1 - x - y ) BN T -yM N bO3 -y / 2 [ Bi2O3 · Sc2O3 ] ( M = K 、N a) 。表 1 给出了上述体系部分组成的铁电压电性能。作为对比, 同时给出了 BaT iO 3 和 PZT 陶瓷性能。可以看出, BNT 基陶瓷压电性能优良, 致密性良
要原因。A 位 Bi3+ 的含量对陶瓷的居里温度、机电耦
合系数、机械品质因数、剩余极化强度以及矫顽场强等铁电压电特性有重大影响。目前, 国内外学者正积极的以 BNT 为基, 通过 A 、B 位特别是 A 位的置换
第 2 期
赁敦敏等: 无铅压电陶瓷研究开发进展
12 9
改性, 以实现 BNT 基陶瓷的实际应用。除在 BNT 中加入第二组元形成钙钛矿型固溶
Key words: lead-free piezoelectr ic ceramics; BaT iO 3; Bi1/ 2N a1/2 T iO 3; N aN bO3; Bi-lay er structur e; tungsten br onze

无铅压电陶瓷研究进展_赁敦敏

( 四川师范大学化学与材料科学学院, 四川成都 610066 )
摘要: 无铅压电陶瓷的研究和开发是当前压电铁电材料领域的研究热点之一. 综述了 B i0. 5 N a0. 5 T iO3 基、K1- xN ax NbO3 基、铋层状结构、钨青铜结构及 BaT iO3 基 5类无铅压电陶瓷的研究进展, 分析和评价了陶瓷体系、改性方法、制备工艺及陶瓷的压电铁电性能, 重点讨论了 B i0. 5N a0. 5 T iO3 基与 K1- x N ax NbO3 基无铅压电陶瓷的体系构建、相变特性及电学性能的温度稳定性等关键科学和技术问题, 并就无铅压电陶瓷今后的研究开发提出了几点建议.
迄今为止, 可被考虑的无铅压电陶瓷体系主要有以下 5类: ( B i0. 5N a0. 5 ) T iO3 ( 缩写为 BNT ) 基无铅压电陶瓷; K1- x N ax N bO3 ( 缩写为 KNN ) 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; B aT iO3 基无铅压电陶瓷. 本文结合无铅压电陶瓷研究和开发的近期进展, 综合评述了无铅压电陶瓷的研究思路、研究现状以及发展趋势, 着重讨论了 BNT 基及 KNN 基无铅压电陶瓷的体系构建、改性手段、相变特性及温度稳定性, 并就无铅压电陶瓷今后的研究和发展提出了一些建议.
122~ - BKT[ 6]
149~ 157 -
-
BNT - ST [5]
127
-
-
BNT - KN bO3[ 7]
125
21
-
BNT - B iA lO3[ 9]
130
23
BNT - Ba(A l0. 5 Sb0. 5) O3[10] 118

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。

BNT-BT基无铅反铁电陶瓷储能性能优化研究的开题报告

BNT-BT基无铅反铁电陶瓷储能性能优化研究的开题
报告
题目：BNT-BT基无铅反铁电陶瓷储能性能优化研究
1、研究背景和意义
随着社会的快速发展和人们需求的不断增长，对新型能源的需求也
越来越大。

陶瓷储能器具有很高的能量密度、圆柱形、正方形、长方形
等多种形状，因此在储能领域具有广阔的发展前景。

BNT-BT基无铅反铁电陶瓷因其良好的力学性能、成分易得等优异特性，在储能领域受到了
广泛的关注，但其储能性能还需要进一步优化。

因此，对BNT-BT基无铅反铁电陶瓷储能性能的研究和优化具有重要的研究价值和实际应用意义。

2、研究内容和方法
本研究将对BNT-BT基无铅反铁电陶瓷的储能性能进行系统研究，
主要包括以下内容：
（1）利用固相法合成不同BNT-BT基无铅反铁电陶瓷样品；
（2）采用XRD、SEM等物理化学检测方法对样品的结构与性质进行表征；
（3）通过电学测试方法探究样品的储能性能，分析影响储能性能的因素；
（4）优化BNT-BT基无铅反铁电陶瓷的储能性能，提升其储能效率。

3、预期成果和意义
（1）发掘BNT-BT基无铅反铁电陶瓷储能性能的研究空间和优化策略；
（2）提高BNT-BT基无铅反铁电陶瓷的储能效率，为实现新型储能器件提供有效的技术手段和理论基础；
（3）为储能领域提供新的材料解决方案，促进我国储能技术的发展。