无铅压电陶瓷的制备【开题报告】

《无铅压电陶瓷的制备【开题报告】》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

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己经深入我们的生活，它在许多的电子产品上冇着重要的功能，目前压电陶瓷主要是以鉛钛酸铅(PZT)为基通过掺杂制得的，由于PZT中含有污染环境的Pb,所以国际上对电了产品中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，所以在制备的过程屮需要密封烧结，不仅增加了成木，也使得产品的性能有所下降.为解决口前压电陶瓷中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冇现实意义.基于无铅压电陶瓷必定会在未来取代冇铅压电陶瓷，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”+五''和”863”高技术新材料特种功能材料领域的支持。二、研究的基木内容与拟解决的主要问题在所有无铅压电陶瓷中，(Bio.5Nao.5)Ti03是一种有前途的基材料。BNT在室温下具冇较强的铁电性，相当大的剩余极化强度Pr=3.8X10-5C/cm2,也具冇相对较高的居里温度7c=320°C,但是它有较高的矫顽场强Ec=73kv/cm,难以极化，并且在去极化温度门二220°C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，冇必要提高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%)andK2CO3(99%),Nb2O5(99.5%)制备出三元无铅的Bio.5Nao.5Ti03-BaTi03-KNb03(BNT-BT-KN)陶瓷。制备所利用的原理：Bi2O3+NciCO3+TiO3嫗唸__戲加血虫丿乃①+口^仝BaCOs+TiOs般烧》BaTiO3+CO^K2CO3+Nb2O5KNbO3+CO2^ 2.利用铁电分析仪测试BNBT-KN陶瓷在不同温度下的电滞冋线，以测出它的剩余极化强度Pr,娇顽场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。拟解决的主耍问题：1.抑制Na、K离了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KNbO3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KNbO3,以得到性能最好的BNBT-xKN压电陶瓷。反应的原理：K2CO.+Nb2O5叱〉KNbO.+CO2TNa2CO34-BciCO3+Bi2O3—850，c>Bz047NaQ41Ba()()(TiO3+CO2?具体的研究方法：1.以Bi2O3(99.9%),Na2CO3(99.8%),TiO2(99%),BaCO3(99%)预合成Bio.47Nao.47Bao.o6Ti03(BNBT)多晶粉体；利用K2CO3(99%),Nb2O5(99.5%)预合成KNbO3(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-xKN(尸0~0.08)化学式配料球磨后干燥，再用5%浓度的PVA溶液造粒过筛，并且压成直径10mm,厚度为1mm的圆形薄片，然后再烧结，样品磨平后被银，在烧渗银电极。然后在硅油屮极化，在空气屮放置24小时后测试其性能。2.利用阻抗分析仪(Agilent4294A)测试它的介电温谱，利用铁电分析仪(RTPremierII)测试其电滞冋线(P-E),利用屮科院声学所的准静态压电测试仪(ZJ-3AN)测试其压电系数“33,。 四、研究的总体安排与进度1、2010年12月17F1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[1].X.X.Wang,a)X.G.Tang,andH.L.W.Chan.ElectromechanicalandferroelectricpropertiesofBl/2Nal/2.TiO3-.B订/2Kl/2.TiO3-BaTiO3lead-freepiezoelectricceramics[J].PHY,2004,85：91-93[2].XiaoxingWang*,HelenLai-WaChan,Chung-loongChoy.PiezoelectricanddielectricpropertiesofCeO2-added(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06Ti03lead-freeceramics.[J]ElsevierScienceLtd.2002,125:395-399[3]杨群保，荆学珍，李永祥，王东，王天宝•无铅压电陶瓷研究的新进展•上海2000501•中国科学院上海硅酸盐研究所;2.北京•中国科学院研究生院・[M]电子元件与材$4,2008,11:58-65[4].倪海民，罗来慧，诸跃进,Bi0.5Na0.5TiO3-BaTiO3-KNbO3陶瓷的介电特性及相变行为研究・[M]宁波大学校报.[5]李月明，陈文，徐庆等.(Nal-xKx)0.5Bi0.5TiO3系无铅压电陶瓷的介屯压电性能研究[J]・稀有金属材料与工程，2003,32,Suppl1：544.[6]廖梅松，陈文，徐庆等Na0.5Bi0.5Ti03・・BaTi03系无铅压电陶瓷的弛豫相变特征和铁电性能[J],,硅酸盐学报,2005,33:21-25[7]李晓姐，龙伟，张永元.压电陶瓷材料的发展及其新应用[J]•陕西理工学院学报(自然科学版)2008,24：8-13[8]赁敦敏，肖定拿，朱建国等.无铅压电陶瓷研究进展[J]・压电与声光，2003, 25(2)：127-132[1]中井泰宏，林春美，福同修一，日本公开特许公报(A),特开平2000,2000-72539