研究目的
采用两步烧结法合成(1-x)BiScO3-xPbTiO3(BSPT)铁电陶瓷,以增强压电活性、实现高压电性能并确定相图,旨在应用于高温压电领域。
研究成果
两步烧结法在MPB组分(x=0.64)下成功制备出具有高压电性能(d33≈545 pC/N,d33*≈920 pm/V,kp≈57%)的BSPT陶瓷,这归因于密度的提升和精确的组分控制。这表明其在高温压电应用方面具有潜力,且相图得到了准确验证。
研究不足
该研究可能在工业应用的规模化方面存在局限性,陶瓷性能可能因烧结条件而产生差异性变化,且需进一步优化以匹配单晶性能。该方法的有效性可能仅适用于所研究的特定成分范围。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用两步烧结法制备BSPT陶瓷,通过介电测量和透射电镜确认相图。
2:样品选择与数据来源:
使用高纯度原料(Bi?O?、Sc?O?、PbO、TiO?)制备(1-x)BiScO?-xPbTiO?固溶体。
3:实验设备与材料清单:
设备包括振动磨、干燥箱、煅烧炉、压片模具、冷等静压机、烧结炉、扫描电子显微镜(S-3000N,日立)、LCR表(HIOKI3532)、d??测试仪(ZJ-6B型,声学研究所)、滞后回线Radiant工作站及透射电镜(JEOL JEM-2100F)。材料包括Bi?O?(99.9%纯度)、Sc?O?(99.9%纯度)、PbO(99.9%纯度)、TiO?(99.99%纯度)、乙醇、PVA及氧化锆研磨介质。
4:2)、d??测试仪(ZJ-6B型,声学研究所)、滞后回线Radiant工作站及透射电镜(JEOL JEM-2100F)。材料包括Bi?O?(9%纯度)、Sc?O?(9%纯度)、PbO(9%纯度)、TiO?(99%纯度)、乙醇、PVA及氧化锆研磨介质。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:粉末在乙醇与氧化锆介质中球磨24小时,90°C烘干,750°C煅烧2小时,再次球磨12小时,与PVA混合后压片,经200MPa冷等静压,先1150°C烧结5分钟再1040°C烧结3小时。补偿Bi?O?和PbO的挥发损失。进行微观结构、介电性能、压电常数、滞后回线及透射电镜观察。
5:数据分析方法:
分析数据以确定相变、压电系数等特性,并与文献对比。
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scanning electron microscope
S-3000N
Hitachi
Observing the microstructure of the ceramics
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TEM microscope
JEM-2100F
JEOL
Performing TEM observation
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LCR meter
HIOKI3532
HIOKI
Measuring the relative dielectric constant and loss tangent
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d33 meter
ZJ-6B
Institute of Acoustic
Measuring the piezoelectric constant d33
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Radiant Workstation
Radiant
Measuring the electric hysteresis loop
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