壓電材料是一類實現(xiàn)機械能與電能相互轉(zhuǎn)換的重要功能材料,廣泛應(yīng)用于制造傳感器、驅(qū)動器、超聲換能器、諧振器、濾波器等多種電子元器件,在國民經(jīng)濟、科學(xué)技術(shù)、現(xiàn)代國防等各個領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。近年來,隨著航空航天和核工業(yè)的快速發(fā)展,對于可以在500℃或更高溫度下運行,且平均故障時間間隔較長的傳感器的需求急劇增加。然而,傳統(tǒng)的PZT基壓電陶瓷和當(dāng)前廣泛研究的無鉛壓電陶瓷體系(BCZT、KNN、BNT等)受限于較低的居里溫度,無法勝任在高溫條件下應(yīng)用。因此,開發(fā)新型的高溫壓電材料和器件是一項具有迫切現(xiàn)實意義的任務(wù)。鉍層狀結(jié)構(gòu)鐵電體(簡稱BLSFs)是由Aurivillius等人于1949年發(fā)現(xiàn)的,其結(jié)構(gòu)是由二維鈣鈦礦層和鉍氧層沿著c軸方向規(guī)則的交替間隔排列而成。Bi4Ti3O12(BIT)是一種典型的3層鉍層狀結(jié)構(gòu)鐵電體,它是由(Bi2O2)2+層和偽鈣鈦礦層(Bi2Ti3O10)2-交錯堆積而成。由于本身的結(jié)構(gòu)特性,鈦酸鉍具有高的鐵電相變溫度(675℃)以及強的鐵電性,在高溫壓電應(yīng)用領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注和研究。然而,同樣受限于其自身的結(jié)構(gòu)特點,鐵電極化反轉(zhuǎn)被限制在ab面內(nèi),導(dǎo)致其壓電性能非常低(...

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鉍層狀結(jié)構(gòu)高溫壓電陶瓷的概述
        1.2.1 鉍層狀高溫壓電陶瓷的結(jié)構(gòu)特點
        1.2.2 鉍層狀高溫壓電陶瓷的主要體系
    1.3 Bi₄Ti₃O₁₂基鉍層狀結(jié)構(gòu)高溫壓電陶瓷的研究進展
        1.3.1 Bi₄Ti₃O₁₂基壓電陶瓷的A位摻雜改性
        1.3.2 Bi₄Ti₃O₁₂基壓電陶瓷的B位摻雜改性
    1.4 Bi₄Ti₃O₁₂陶瓷的表征分析與性能測試
        1.4.1 Bi₄Ti₃O₁₂陶瓷的表征分析
        1.4.2 Bi₄Ti₃O₁₂陶瓷的性能測試
    1.5 論文概述
第二章 混合價態(tài)離子摻雜中高價陽離子對Bi₄Ti₃O₁₂陶瓷性能的影響
    2.1 引言
    2.2 實驗過程
        2.2.1 樣品制備
        2.2.2 樣品性能表征
    2.3 Cu²⁺/Nb⁵⁺摻雜對Bi₄Ti₃O₁₂陶瓷性能的影響
        2.3.1 晶體結(jié)構(gòu)與微觀結(jié)構(gòu)
        2.3.2 介電性能
        2.3.3 壓電性能和鐵電性能
        2.3.4 直流電阻率與復(fù)阻抗
        2.3.5 疲勞性能
    2.4 Cu²⁺/Ta⁵⁺摻雜對Bi₄Ti₃O₁₂陶瓷性能的影響
        2.4.1 晶體結(jié)構(gòu)與微觀結(jié)構(gòu)
        2.4.2 介電性能
        2.4.3 壓電性能和鐵電性能
        2.4.4 直流電阻率與復(fù)阻抗
        2.4.5 疲勞性能
    2.5 Cu²⁺/Sb⁵⁺摻雜對Bi₄Ti₃O₁₂陶瓷性能的影響
        2.5.1 晶體結(jié)構(gòu)與微觀結(jié)構(gòu)
        2.5.2 介電性能
        2.5.3 壓電性能和鐵電性能
        2.5.4 直流電阻率與復(fù)阻抗
        2.5.5 疲勞性能
    2.6 Cu²⁺/W⁶⁺摻雜對Bi₄Ti₃O₁₂陶瓷性能的影響
        2.6.1 晶體結(jié)構(gòu)與微觀結(jié)構(gòu)
        2.6.2 介電性能
        2.6.3 壓電性能和鐵電性能
        2.6.4 直流電阻率與復(fù)阻抗
        2.6.5 疲勞性能
    2.7 Cu²⁺/Mo⁶⁺摻雜對Bi₄Ti₃O₁₂陶瓷性能的影響
        2.7.1 晶體結(jié)構(gòu)與微觀結(jié)構(gòu)
        2.7.2 介電性能
        2.7.3 壓電性能和鐵電性能
        2.7.4 直流電阻率與復(fù)阻抗
        2.7.5 疲勞性能
    2.8 不同高價陽離子摻雜對比
    2.9 本章小結(jié)
第三章 混合價態(tài)離子摻雜中低價陽離子對Bi₄Ti₃O₁₂陶瓷性能的影響
    3.1 引言
    3.2 實驗過程
        3.2.1 樣品制備
        3.2.2 樣品性能表征
    3.3 Ni²⁺/Nb⁵⁺摻雜對Bi₄Ti₃O₁₂陶瓷性能的影響
        3.3.1 晶體結(jié)構(gòu)與微觀結(jié)構(gòu)
        3.3.2 介電性能
        3.3.3 壓電性能和鐵電性能
        3.3.4 直流電阻率與復(fù)阻抗
        3.3.5 疲勞性能
    3.4 Mn²⁺/Nb⁵⁺摻雜對Bi₄Ti₃O₁₂陶瓷性能的影響
        3.4.1 晶體結(jié)構(gòu)與微觀結(jié)構(gòu)
        3.4.2 介電性能
        3.4.3 壓電性能和鐵電性能
        3.4.4 直流電阻率與復(fù)阻抗
        3.4.5 疲勞性能
    3.5 In³⁺/Nb⁵⁺摻雜對Bi₄Ti₃O₁₂陶瓷性能的影響
        3.5.1 晶體結(jié)構(gòu)與微觀結(jié)構(gòu)
        3.5.2 介電性能
        3.5.3 壓電性能和鐵電性能
        3.5.4 直流電阻率與復(fù)阻抗
        3.5.5 疲勞性能
    3.6 Cr³⁺/Nb⁵⁺摻雜對Bi₄Ti₃O₁₂陶瓷性能的影響
        3.6.1 晶體結(jié)構(gòu)與微觀結(jié)構(gòu)
        3.6.2 介電性能
        3.6.3 壓電性能和鐵電性能
        3.6.4 直流電阻率與復(fù)阻抗
        3.6.5 疲勞性能
    3.7 不同低價陽離子摻雜對比
    3.8 本章小結(jié)
第四章 總結(jié)與展望
    4.1 總結(jié)
    4.2 展望
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3794544