高温压电陶瓷研究进展

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1、万方数据第34卷第11期2006年11月硅酸盐学报JOURNAL0FTHECHINESECERA～ⅡCSOCⅢTYV01．34，No．11November，2006广“—“”—“—1；综合评述

2、l，，．、．，．、．，．、，．，．，．．一高温压电陶瓷研究进展文海，王晓慧，赵巍，王浩，李龙土，桂治轮(清华大学材料科学与工程系，新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室，北京100084)摘要：评述了碱金属铌酸盐、钨青铜结构、铋层状结构和钙钛矿结构等高温压电陶瓷体系的结构和性能，重点介绍了复合钙钛矿固溶体系Bi(Me)03—Pb

3、Ti03的研究进展。总结了影响压电陶瓷curie温度的影响因素。提出了高温压电陶瓷今后的研究方向：一方面根据容差因子和curie温度的关系开发新的高温压电体系：另一方面通过掺杂改性和工艺优化增加钙钛矿结构的稳定性并提高其性能。关键词：压电陶瓷；高温：c嘶e温度；钙钛矿结构中图分类号：TB34；Tu52文献标识码：A文章编号：0454-5648(2006)111367一07PRoGRESSINRESEARCHoNHIGHTEMPERATUREPIEZoELECTRICCERAMICS彤叫胁f，删^临筋日D厅“f，Z

4、日爿D臃f，蒯ⅣG日幻，Ⅱ上。馏觑，G明Z厅f，“胛(StateKeyLaboratoryofNewCer锄ics&FinePmcessing，DepartmemofMaterials&Enginee曲g，Tsin曲uauniverSi饥Beijing100084，China)Abstract：ThesnlJctureandpropertiesofLiNb03，tlmgsten—bronzefhmily'bismuthlayer-stmcturedandperovskite．s虹1lcturedpiezo．ele

5、ctricceramicsarereviewed．Therecempmgressonthenewlyreportedperovs虹tesolidsolutionsystemBi(Me)01一PbTi01isin．troduced．Thefactorsinnuencingtheo盯ietempemtureofpiezoelectricceramicsares㈣撕zedaSwell．BaSedontherelationshipofthetolemcefactoraJldtheometemperature，newlli

6、gh-temperaturepiezoelectricsolidsolutionsystemsareexpectedtobedis．coveredinfhturework．Moreoverbydopingandoptimizingtheprepamtionprocess，thestab订ityoftheperovskiteStmcturealldthepropertiesofthematerialsmaybeincreasedasthedevelopmentofthesematerialscominues．Key

7、words：piezoelec订icceranlics；hightemperature；Curietemperature；peroVskitesmlcture压电陶瓷被广泛应用于通信、家电、航空、探测和计算机等诸多领域，是一类重要的功能材料。近10年来，随着科学技术的迅猛发展，许多电子电器设备对所选用的压电器件要求越来越高，使用范围和使用环境要求压电材料具有更大的适应性，在一些特殊领域高温压电器件的应用已经成为当务之急，如：工业上所用的大功率超声器件，高温物体超声波应用，高温物体的振动，加速度和压力测定都必需选用

8、高温压电材料。而在汽车和航空工业也都显示需要提供具有比现有材料更高工作温度的材料，例如：在汽车中内置的震动传感器，控制器表面，动态燃料注射喷嘴工作温度高达300℃。一般来说，块体压电材料的适用范围往往被限制在其收稿日期：基金项目：第一作者：通讯作者：2006_03—15。修改稿收到日期：200鲫7-18。国家973重点基础研究发展项目(2002CB613301)和国家自然科学基金(50472006)资助项目。文海(1980～)，男，博士研究生。王晓慧(1966～)，女，教授，博士研究生导师。Curie温度的一半左

9、右，这样才能保证其压电性能的稳定性使压电器件能够正常工作。然而性能优良、工作温度高的压电陶瓷材料非常少。这就使得长期以来，特种高温压电器件不得不使用生产工艺复杂、成本高的压电单晶材料。因此，开发具有优异性能的高Curie点压电陶瓷材料已成为当务之急。l几种高Curie点压电陶瓷材料1．1碱金属铌酸盐体系碱金属铌酸盐体系(化学式为ANb03)是一类重要的压电铁电材料，其中最