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钛酸铋钠((Na1/2Bi1/2) TiO3,简称NBT)是一种A位复合钙钛矿结构的铁电体,居里温度(Tc=320℃)高,在室温下剩余极化(Pr=38μC/cm2)大,被认为是当前无铅压电陶瓷的候选材料之一。本论文采用传统电子陶瓷制备方法,制备了NBT基无铅压电陶瓷,研究了(Na1/2Bi1/2)0.94Ba0.06TiO3的制备工艺和NBT基陶瓷的微观结构、压电、介电性能以及弛豫特性。 研究了制备工艺对(Na1/2Bi1/2)0.94Ba0.06TiO3(简写为 BNBT6)结构、压电与介电性能的影响,确定出较佳的工艺参数。结果表明适宜的预烧温度为850~950℃;烧结温度为1170~1190℃。研究了极化工艺对BNBT6陶瓷压电性能的影响,发现极化电场强度和极化温度对陶瓷的压电性能影响较大,而极化时间的影响相对较小。合适的极化工艺为:电场E=4kV/mm,温度T=80℃,时间t=15min。 系统研究了(1-x)(Na1/2Bi1/2) TiO3-xBaTiO3(简写为 BNBT,x=0.02、0.04、0.06、0.08、0.1、0.14)的组成、微观结构、压电、介电性能和弛豫特性。结果表明,样品均具有纯钙钛矿结构,其准同型相界在x=0.06附近,在该点体系具有较好的综合性能:陶瓷的压电常数d33=136 pC/N,平面机电耦合系数kp=0.325;介电温谱曲线表明随x的增加,陶瓷有从弛豫铁电体转化为正常铁电体的趋势。 研究了一种新型无铅压电陶瓷(1-x)(Na1/2Bi1/2)TiO3-xBa(NbO3)2的组成、微观结构、压电、介电性能以及弛豫特性。结果表明,掺入Ba(NbO3)2促进了长条状晶粒的析出。当x=0.6％时陶瓷具有最佳的综合性能:d33=94 pC/N,kp=0.171。不同频率下陶瓷材料的介电常数-温度曲线表明,该体系材料具有明显的弛豫铁电体特征,且随着Ba(NbO3)2含量的增加,其弛豫特性越明显。 研究了La2O3、CeO2掺杂BNBT6陶瓷的微观结构、压电、介电性能和弛豫特性。结果表明,掺杂少量的La2O3和CeO2均不会改变材料的晶体结构,可以改善陶瓷的性能:当La2O3掺杂量为0.1%时, d33=160pC/N, kp=0.322;CeO2掺杂量为0.4%时,d33=155pC/N,kp=0.304,为所研究组成中的最大值;介电温谱曲线表明所有样品均具有弛豫铁电体的特征,但 CeO2掺杂样品的低温介电反常峰随 CeO2掺杂量的增加越来越不明显。