无铅压电陶瓷：(1-x)NBT-xBT体系的研究与性能优化

"钛酸铋钠基无铅压电陶瓷材料的研制" 这篇论文"钛酸铋钠基无铅压电陶瓷材料的研制"由周东祥、傅邱云等人撰写，探讨了无铅压电陶瓷材料的新发展。该研究通过固相法制备了一种名为(1-x)NBT-xBT的无铅压电陶瓷体系，其中NBT代表钛酸铋钠（Bismuth Sodium Titanate），BT代表钛酸钡（Barium Titanate）。这一系列材料在环保和能源效率方面具有重要意义，因为它们不含有对环境有害的铅成分。 作者们对这个陶瓷体系进行了深入的研究，特别是在准同型相界附近的成分变化对其结构和电学性能的影响。他们发现在Ba2+的掺杂量逐渐增加时，材料的结构从三方相转变为四方相。在特定的组成范围内，即x=0.06-0.08之间，材料显示出三方相和四方相共存的准同型相界，这对应于最佳的压电性能。在x=0.06时，陶瓷的平面机电耦合系数达到最大值0.31，而x=0.08时，压电常数d33达到峰值180pC/N。 此外，他们还发现Ba2+离子的增加会降低材料的驰豫特性，这意味着材料的电性能变得更加稳定。当x≥0.1时，材料表现出正常铁电体的特性，而在低温下保持这种特性。然而，当x<0.1时，陶瓷在升温过程中经历了复杂的相变过程，而在x>0.1时，材料则直接从铁电相转变为顺电相，即失去极化能力。 论文的关键词包括功能陶瓷、无铅压电陶瓷、钛酸铋钠和固相法，表明其主要研究领域集中在这些方面。中图分类号O483表明这是一篇关于物理化学的科研成果，而英文标题"Sodium bismuth titanate based lead-free piezoceramics prepared by solid-state method"则明确了研究的对象和方法。 这项研究为无铅压电陶瓷材料的设计和优化提供了新的见解，对于开发新型环保型电子元件，尤其是需要高电性能和低环境影响的领域，具有重要的理论和实际价值。通过深入理解这种材料的相变行为和电学性质，可以进一步推动压电陶瓷在传感器、致动器和其他微电子设备中的应用。