基本信息
- 项目名称：
- 铋基复合铁电体Bi(Zn1/2Ti1/2)O3改性BNT基
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 项目以“铋基复合铁电体BZT改性BNT基”为研究内容，研制出了居里温度与退极化温度较高的新型铋基钙钛矿型BZT–BNT–BaTiO3无铅压电陶瓷体系。研究畴壁振动引起的非本征贡献对压电性能的影响与d33在不同应力下的演变规律。采用In、Nd掺杂改性，得出其对BNBT5-BZT2陶瓷晶体结构、显微组织、介电压电性能与极化状态的影响。制备出d33=172pC/N，kp=0.36，性能优异压电陶瓷片
- 详细介绍：
- 压电陶瓷的发现与发展已有50多年，被广泛应用于制作超声换能器、压电蜂鸣器等器件，在国民经济、现代科学技术、现代国防中举足轻重。但目前所用的压电陶瓷主要是以钙钛矿型Pb(Ti,Zr)O3 (PZT) 为基本成分的铅基压电陶瓷。铅基压电陶瓷中PbO (或Pb3O4) 的含量约占其原料总量的70%，这类压电陶瓷在生产、使用和废弃后的处理过程中都会给人类和生态环境造成严重损害[1-6...(查看更多)
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的:研究新型二元与三元BNT体系无铅压电陶瓷，探讨这些组成与压电介电性能、极化程度的关系，揭示影响该体系陶瓷电性能的作用机理，为研究新的无铅压电陶瓷提供理论和实验依据。 思路:1.研究铋基复合铁电体BZT改性BNT基陶瓷的组成与结构、介电、压电性能、极化状态的关系，揭示其是否存在准同型相界及其成分范围。2.研究In、Nd掺杂对结构、性能与极化状态的影响规律，揭示压电性能与极化状态的关系。
科学性、先进性及独特之处
- 1、提出采用极化相位角衡量极化程度与压电性能的理论。 2、首次成功制备了纯钙钛矿结构、绿色环保新型二元系(1-x)BNT-xBi(Zn1/2Ti1/2)O3伪三系(0.95-x)(Bi1/2Na1/2)TiO3 –0.05BaTiO3–xBi(Zn1/2Ti1/2)O3无铅陶瓷。 3、该研究对BNT陶瓷的主体成份设计、微量元素掺杂的工作具有借鉴和指导意义。
应用价值和现实意义
- 1、采用传统固相烧结法制备无铅陶瓷具有工艺简单、成本低及制备时间周期短、经济效益好、绿色环保等特点。 2、该研究对BNT陶瓷的主体成份设计、微量元素掺杂的工作具有借鉴和指导意义。 3、预计该陶瓷材料在汽车倒车雷达、换能元件、超声美容、雾化器件与电声器件等领域具有实际应用的价值。 4、可在一定领域替代含铅压电陶瓷，绿色环保。
学术论文摘要
- 本文在三方结构的BNT基陶瓷中引入四方结构Bi(Zn1/2Ti1/2)O3化合物来改善电性能，揭示其是否存在准同型相界(MPB)及其成分范围。采用固相法制备了新型二元系(1-x)BNT-xBi(Zn1/2Ti1/2)O3、伪三元系(0.95-x)(Bi1/2Na1/2)TiO3 –0.05 BaTiO3–x Bi(Zn1/2Ti1/2)O3陶瓷，研究了Bi基多离子复合铁电...(查看更多)
获奖情况
- 广西桂林电子科技大学第五届“创新杯”自然科学类一等奖。
鉴定结果
- 该项目为学生的课外学术科技作品，内容真实、可信。它绿色环保的社会意义，该研究对BNT陶瓷的主体成份设计、微量元素掺杂的工作具有借鉴和指导意义。
参考文献
- [1]Zhou Q, Zhou C R, Yang H B, et al. Dielectric properties and depolarization temperature of Bi0.5(Na, K)0.5TiO3–BiFeO3 lead-free ceramics. Physica B: Condensed Matter, 2010, 405(2):613-...(查看更多)
同类课题研究水平概述
- 压电陶瓷被广泛应用于制作超声换能器等电子元器件，在经济、科学技术、国防中举足轻重的作用。但目前所用的压电陶瓷主要是以钙钛矿型Pb(Ti, Zr)O3 (PZT) 为基本成分的铅基压电陶瓷。铅基压电陶瓷中PbO (或Pb3O4) 的含量约占其原料总量的70%，这类压电陶瓷在生产、使用和废弃后的处理过程中都会给人类和生态环境造成严重损害。近年来，一些国家与地区正在立法或考虑立法禁止使...(查看更多)
