BNBKT壓電陶瓷制備及壓電性能研究的綜述報(bào)告

BNBKT壓電陶瓷制備及壓電性能研究的綜述報(bào)告壓電陶瓷是一種具有壓電效應(yīng)的陶瓷制品，具有良好的機(jī)械性能和穩(wěn)定的電特性。其中BNBKT（Ba(Ni1/2Nb1/2)O3-K0.5Bi0.5TiO3）壓電陶瓷在高溫高壓下表現(xiàn)出極佳的壓電性能，因此成為了目前最受關(guān)注的壓電材料之一。本文將對(duì)BNBKT壓電陶瓷的制備方法及壓電性能研究進(jìn)行綜述。一、BNBKT壓電陶瓷的制備方法BNBKT壓電陶瓷的制備方法主要包括傳統(tǒng)固相反應(yīng)法、水熱法、溶膠凝膠法、高能球磨法等幾種。1.傳統(tǒng)固相反應(yīng)法：以BaCO3、NiO、Nb2O5、K2CO3、Bi2O3、TiO2為原材料，按照一定比例研磨混合后，在高溫（1200~1350℃）下進(jìn)行固相反應(yīng)，得到BNBKT陶瓷。該方法簡(jiǎn)單，但由于反應(yīng)溫度高，易導(dǎo)致釉脫落、晶體粗大等問(wèn)題。2.水熱法：將Ni（OH）2、Nb2O5、KOH、Bi2O3、TiO2和BaCl2在水溶液中混合，加入十二烷基三甲基溴化銨（CTAB）作為表面活性劑，反應(yīng)制備出粉末，再在900~1100℃高溫下熱處理，得到BNBKT陶瓷。該方法制備時(shí)間短，顆粒度均勻，但產(chǎn)物純度較低。3.溶膠凝膠法：將Ni（NO3）2、Nb（CH3COO）5、K（NO3）等化合物在溶液中進(jìn)行溶膠凝膠制備，經(jīng)烘干和高溫?zé)Y(jié)后制備BNBKT陶瓷。該方法制備過(guò)程可控性好，但制備成本相對(duì)較高。4.高能球磨法：通過(guò)高能球磨設(shè)備對(duì)NiO、Nb2O5、K2CO3、Bi2O3、TiO2和BaCO3混合粉末進(jìn)行機(jī)械合成，然后在高溫下燒結(jié)制備出BNBKT陶瓷。該方法制備綠色環(huán)保，且能夠制備高品質(zhì)BNBKT陶瓷。二、BNBKT壓電陶瓷的壓電性能研究1.晶體結(jié)構(gòu)與壓電性能的相關(guān)性研究者發(fā)現(xiàn)，BNBKT壓電陶瓷的壓電性能與晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。當(dāng)BNBKT材料中的Ni2+和Nb5+離子以等價(jià)體積比例替換Ba2+離子時(shí)，使BNBKT陶瓷中Ni-Nb八面體鏈層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得到了大幅提升，從而極大地提高了材料的壓電系數(shù)。2.影響B(tài)NBKT壓電性能的因素壓電陶瓷的性能受到多種因素的影響，包括晶格缺陷、摻雜、表面處理等。研究者通過(guò)對(duì)BNBKT陶瓷進(jìn)行摻雜處理，如Sr、Mn、Co等元素的摻入，發(fā)現(xiàn)能夠顯著提高材料的壓電性能。此外，表面處理也能夠?qū)Σ牧系男阅墚a(chǎn)生一定影響，例如在表面鍍上一層金屬薄膜，能夠增加材料的壓電響應(yīng)和機(jī)械強(qiáng)度。3.BNBKT陶瓷在壓電器件中的應(yīng)用由于其優(yōu)異的壓電性能，BNBKT壓電陶瓷已經(jīng)廣泛應(yīng)用于傳感器、壓電換能器、濾波器等領(lǐng)域。例如，在微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)中，BNBKT陶瓷壓電震蕩器能夠用于振蕩與濾波電路，具有重要的應(yīng)用前景。綜上所述，BNBKT壓電陶瓷的制備方法包括傳統(tǒng)固相反應(yīng)法、水熱法、溶膠凝膠法、高能球磨法