【摘 要】
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本论文结合无铅压电陶瓷的研究现状,采用传统的固相反应法制备了NBT基无铅压电陶瓷.经A位取代和掺杂改性,确定本实验NBT基陶瓷的最佳配方是(BiNa)BaTiO+0.3wt﹪MnCO(简写为BNBT
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本论文结合无铅压电陶瓷的研究现状,采用传统的固相反应法制备了NBT基无铅压电陶瓷.经A位取代和掺杂改性,确定本实验NBT基陶瓷的最佳配方是(Bi<,1/2>Na<,1/2>)<,0.92>Ba<,0.08>TiO<,3>+0.3wt﹪MnCO<,3>(简写为BNBT-Mn).其相应的各项性能指标如下:相对介电常数ε<,33>/ε<,0>:1850介电损耗tg<δ>:5.06﹪压电应变系数d<,33>:160(pC/N)机械品质因数Q<,m>:51厚度机电耦合系数k<,t>:58.5﹪径向机电耦合系数k<,p>:17.232﹪制备工艺条件研究表明:最佳烧结温度和极化温度分别为1100℃、70℃.铁电性能研究表明:A位取代和锰掺杂都降低了NBT基陶瓷的居里温度、矫顽场强和剩余极化,从而充分挖掘出该体系陶瓷的压电性能.BNBT和BNBT-Mn阻抗谱研究表明:两者的介电响应主要来源于晶粒的体效应,而晶界效应在BNBT-Mn陶瓷中也得到体现.由Arrhenius公式得到BNBT和BNBT-Mn的交流电导激活能分别是0.82eV和0.61eV.热滞和弛豫特性研究表明:在150-320℃区间内不存在铁电与反铁电相变,而是三角与四方相共存的缓慢相变过程.由姚熹和Cross等研究者提出的动态跃迁频率关系得到BNBT和BNBT-Mn的微畴向宏畴转变的激活能是1.0746eV和0.8072eV.老化性和温度稳定性研究表明:A位取代虽然提高了压电、介电性能,但同时恶化了性能的稳定性.锰掺杂则在进一步提高压电、介电性能基础上,使得老化性能和温度稳定性大大改善.
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