NBT-BZN无铅压电陶瓷的制备与研究  

Preparation and Research on NBT-BZN Lead-free Piezoelectric Ceramics

作　　者：洪燕[1] 涂娜[1] 廖润华[1] 宋福生[1] 李月明[1] 

机构地区：[1]景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院,江西省先进陶瓷材料重点实验室,江西景德镇333403

出　　处：《陶瓷学报》2015年第6期623-627,共5页Journal of Ceramics

基　　金：江西省科技支撑计划(20111BBE50019);江西省教育厅科技项目(KJLD12084,GJJ12498);江西省“赣鄱英才555”工程领军人才支持科技计划

摘　　要：采用固相法,制备了（1-x）Na（1/2）Bi（1/2）TiO3-x Bi（2/3）（Zn（1/3）Nb（2/3））O3（x=0,0.5%,1%,1.5%,2%,2.5%,3%,3.5%,（1-x）NBT-x BZN）系二元无铅压电陶瓷,研究了不同BZN含量对NBT陶瓷微观结构和形貌以及电性能的影响。实验结果表明：（1-x）NBTx BZN（0≤x≤3.5%）陶瓷均形成了钙钛矿（ABO3）型固溶体结构,当2%≤x≤2.5%时,陶瓷处于准同型相界结构,达到三方、四方相共存。一定量BZN的掺杂能促进NBT陶瓷晶粒的生长和提高其致密度,并优化陶瓷的压电性能。当掺杂量x=2%时,压电常数d（33）（d（33）=112 pC/N）比未掺杂时提高80%,陶瓷的平面机电耦合系数kp=21%,介质损耗tanδ=3.59%,相对介电常数ε（33）T/ε0=1006。Using solid-state route,（1-x）Na（1/2）Bi（1/2）TiO3-x Bi（2/3）（Zn（1/3）Nb（2/3））O3（x=0,0.5%,1%,1.5%,2%,2.5%,3%,3.5%,（1-x）NBT-x BZN） lead-free piezoelectric ceramics were prepared,and the effects of different BZN content on the structure and electrical properties of ceramic samples were investigated. The results show that（1-x）NBT-x BZN samples possess the pure perovskite structure. The morphotropic phase boundary（MPB） of the system locates in the composition range of 2%≤x≤2.5%. Certain amounts of BZN doping promoted the growth of NBT ceramic grain and increased its density and optimized the ceramic piezoelectric properties. When x= 2%,the piezoelectric constant d（33）（d（33）= 112 p C/N） increased by 80%,and the planar coupling factor kp= 21%,the dielectric loss tanδ=3.59%,the relative dielectric constant ε（33）~T/ε0=1006.

关 键 词：无铅压电陶瓷 钛酸铋钠 准同型相界 

分 类 号：TQ174.75[化学工程—陶瓷工业]