无铅压电材料

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划无铅压电材料　　无铅压电陶瓷材料研究现状　　13S王建俊　　随着人们环保意识的增强，无铅压电陶瓷材料的研究和应用已日益引起人们的关注。文中综合介绍了铋层状材料和钛酸铋钠基无铅材料的压电特性，总结了各种添加剂对其压电性能的影响机理和规律，介绍了当前以各种工艺对其微观结构和压电性能改进的研究成果，并对两种材料的应用前景进行了展望。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的

2、巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　压电陶瓷在电子科学与技术中的应用极为广泛，市场巨大，是最重要的电子材料之一。这些应用包括航空航天技术中的关键部件、医学及工业超声探测、水声探测、制动器、换能器、陶瓷滤波器、电声器件、高压发生器等。同时，压电陶瓷也是凝聚态物理、固体化学、材料科学的重要研究对象。上世纪50年代初期人们发现了锆钛酸铅(PZT)压电固溶体。PZT具有优良和

3、稳定的压电效应，这一发现在压电陶瓷领域是具有里程碑意义的一项进展。以PZT为基的材料体系可以通过固溶体形式形成三元系乃至多元系压电陶瓷，经掺杂改性，可调整材料的性能参数，以满足种类繁多的压电陶瓷元器件的要求，并已发展了较系统并用于指导材料的配方及工艺设计的理论。目前，以PZT为基的压电陶瓷在压电领域应用中处于统治地位。但PZT基陶瓷是一种对环境有污染的材料，其有毒的PbO在加工及烧结过程中具有相当大的挥发性，对人体、环境造成危害。如果将含铅压电陶瓷器件回收实施无公害处理，其所需成本将远高于当初器件的制造

4、成本，因而是不可能的。随着全社会对环境保护问题的重视，日本及欧盟等发达国家正在酝酿通过立法方式限制含铅陶瓷的制造与使用。寻找能够替代PZT的无铅压电陶瓷材料是当今电子材料领域紧迫的课题之一。据此针对当今无铅压电陶瓷常用的2个材料体系和研究现状进行了综述。　　1.含铋层状压电陶瓷材料　　含铋层状结构是由二维的钙钛矿和(Bi2O2)2+。层有规则地相互交替排列而成。它们的组成由下式表示：(Bi2O2)2+。此处A为适合于12配位的1，2，3，4价离子或它们的复合；B为适合于八面体配位的离子或它们的复合，为整

5、数，称为层数，即钙钛矿的层数。理论上讲从x=1到x=∞(纯钙钛矿结构)都是可能的，都满足离子堆积的几何规则，对于x≤5的物质的存在已有大量电子衍射和高分辨电镜实验证明，但对于其它情况则存在疑问，尤其对x>5的化合物报道极少。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　铋层状铁电陶瓷从高温到低温冷却过程中，通过

6、居里点发生铁电相变。在居里温度以上，顺电相为四方结构，在居里温度以下，绝大多数为正交相。关于自发极化的成因，目前有2种观点：有人认为位于八面体中心的B原子相对于八面体中心的位移是自发极化的主要成因，另有人认为是A位的Bi离子相对于八面体链沿n方向位移是自发极化的主要成因。　　铋层状结构压电陶瓷材料具有以下特点：低介电常数、高居里温度、压电性各向异性明显、高绝缘强度、高电阻率、低老化率。该类材料适合于高温高频场合使用的压电材料。但这种材料的压电活性低，极化场强E高，这是该类材料面对应用的致命弱点，也是研究

7、的难点和热点。为了改善铋层状陶瓷的压电活性，常用2种方法，即掺杂改性和工艺改性。　　对MBi4Ti4O15通式而言，居里温度和M离子半径有关。M离子半径大，先低，M电负性小。国内学者针对高居里温度的CaBi4Ti4O15(CBT)基材料，考虑到离子半径和电负性，选用碱金属离子，再与高价离子配合以期得到居里温度更高，压电活性好的材料。用Na改性的CBT综合压电性能最为优越。　　在过去的研究中已对A位、B位置换取代做了大量实验。钙钛矿结构A位的Bi离子可以被稀土元素取代。研究表明：La，Nd的A位取代对晶胞

8、参数有显著影响，同时会导致居里温度显著下降；La，Nd的掺杂对压电性能也有影响，随La，Nd掺杂量的增大，材料的E下降，剩余极化增大，压电活性得到了改善。经La，Nd改性的铋层状压电陶瓷Q=XX~3600，K在10%左右，适合于制造压电滤波器、振荡器和压电谐振器。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、