[go: up one dir, main page]

CN1059185C - 掺镧铌镁酸铅基电致伸缩陶瓷材料 - Google Patents

掺镧铌镁酸铅基电致伸缩陶瓷材料 Download PDF

Info

Publication number
CN1059185C
CN1059185C CN95111717A CN95111717A CN1059185C CN 1059185 C CN1059185 C CN 1059185C CN 95111717 A CN95111717 A CN 95111717A CN 95111717 A CN95111717 A CN 95111717A CN 1059185 C CN1059185 C CN 1059185C
Authority
CN
China
Prior art keywords
lead
lanthanum
doped
electrostrictive
magnesium niobate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN95111717A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1142475A (zh
Inventor
温保松
刘吟梅
马佳华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Institute of Ceramics of CAS
Original Assignee
Shanghai Institute of Ceramics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Institute of Ceramics of CAS filed Critical Shanghai Institute of Ceramics of CAS
Priority to CN95111717A priority Critical patent/CN1059185C/zh
Publication of CN1142475A publication Critical patent/CN1142475A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1059185C publication Critical patent/CN1059185C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

本发明涉及掺镧铌镁酸铅基电致伸缩陶瓷材料，属于电致伸缩陶瓷领域。其特征在于镧元素掺杂取代铅，组成通式为：
YPb1-xLaxMg1/3Nb2/3O3-(1-Y)PbTiO3
X为La的掺杂克分子量，0＜X≤0.1，Y为铌镁酸铅镧的克分子量，0.80≤Y＜1，本发明提供的二元系电致伸缩陶瓷应变明显增加，而制备工艺与一般电子陶瓷工艺相雷同。

Description

掺镧铌镁酸铅基电致伸缩陶瓷材料
本发明涉及的是铌镁酸铅基电致伸缩陶瓷材料，特别是铌镁酸铅和钛酸铅组成的电致伸缩陶瓷材料，属于电致伸缩陶瓷材料组成。
电致伸缩材料是一类具有扩散相变特征的铁电材料。所谓电致伸缩效应是指电场引起的伸缩形变现象，是固体介质在外电场作用下诱导极化而出现的一种物理现象。
电致伸缩应变S(ΔL/L)与电致伸缩系数M和电场强度E的平方成正比，即8＝ME2。早在本世纪70年代末人们已发现铌镁酸铅Pb(Mg1/3Nb2/3)O3(简写为PMN)具有典型的铁电一顺电扩散相变，因而具有明显的电致伸缩现象。但因纯PMN的居里温度(Tc)较低(-20℃)，欲在高温下使用尚需改性，因而出现了以PMN为基的改性研究，其中0.9Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.1PbTiO3是较早发现具有的电致伸缩效应的陶瓷。在1KV/mm场强时，室温下应变量可达(0.82-0.87)×10-3，但滞后大作为电控位移驱动器实用性方面尚存在问题。
本发明的目的在于提供一种新的电致伸缩陶瓷材料，它具有电致应变大，滞后小，响应快特点。
本发明的目的是通过镧(La)元素掺杂置换铌镁酸铅中的铅，与钛酸铅组成新的电致伸缩陶瓷材料。La的掺杂不仅可避免对介电性能不利的焦绿石相的出现，而且使材料显微结构均匀，从而具有优良的电致伸缩性能。
具体地说，本发明提供的掺镧铌镁酸铅基电致伸缩陶瓷材 料通式为YPb1-XLaX(Mg1/3Nb2/3)O3-(1-Y)PbTiO3
式中X为La的掺杂量，0≤X≤0.1
    Y为铌镁酸铅镧的克分子量，0.8≤Y＜1
铌镁酸铅基陶瓷随钛酸铅加入量的增加，居里温度升高而La掺杂替代Pb会降低居里温度。适量La元素掺入可阻止晶粒异常长大，使晶粒大小趋于均匀有利于稳定制备性能一致的电致伸缩材料。但La掺杂量不应过多，否则导致焦绿石相出现而且过份抑制晶粒生长，使材料的介电和电致伸缩性能下降。
掺La的PMN-PT材料与目前使用0.9PMN-0.1PT材料相比，电致伸缩应变明显增加。
本发明提供的掺La的PMN-PT材料按一般电致伸缩陶瓷工艺制备。
首先合成MgNb2O6，合成温度为1000℃，保温6小时；
(2)将合成的MgNb2O6粉末，与PbO，La2O3，TiO2粉末按YPb1-XLaXMg1/3Nb2/3O3-(1-Y)PbTiO3比例加水球磨混料16小时烘干过筛并干压成块于850℃合成2小时。
(3)合成后的料再次细磨，烘干过筛加入0.5wt％的PVA粘结剂冷压成园片，在1150-1250℃烧成。
本发明提供的材料与现有未掺La的0.9PMN-0.1PT材料具有如下优点：
(1)在相同电场(1KV/mm)下应变值明显增加且滞后小；
(2)La的掺杂可使材料的介温曲线，在居里温度附近较为平坦，从而使材料的温度稳定性提高；
(3)La的掺杂抑制晶粒异常长大，有利于制备性能稳定的电 致伸缩陶瓷材料。
本发明实施例1～8的配方及其性能均列于表1，其制备方法如上所述的一般工艺制备。
图1为0.82Pb1-XaXMg1/3Nb2/3O3-0.18PbTiO3陶瓷，经1200℃烧结的介温曲线，曲线1 X＝0；曲线2 X＝0.02；曲线3 X＝0.03
横座标为温度(℃)，纵座标为介电常数K。由图可看出，随La的加入量增加，介温谱中的介电蜂随温度变化越平坦，因此材料的温度稳定性提高。
图2为表1中组成7的电致应变曲线，滞后小，具有良好的电致伸缩性能。
编号           组  成 中心居里点 介电常数峰值   损耗 应变(1KV/mm)   滞后
    X     Y   Tc(℃)     Kmax  tgδ(％)     S×10-3  ΔSm/Sm(％)
    1     0     0.85     74.2     24685     9.1     1.0     56
2 0.01 0.85 45.3 16300 12.4 0.94 6.6
3 0.02 0.85 23 15900 6.1 0.6 2.9
4 0 0.82 92.7 29000 4.9 1.2 60
    5     0.01     0.82     62.5     28480     7.8     1.3     45
    6     0.015     0.82     53.7     26400     9.3     1.2     10.2
    7     0.02     0.82     44.5     25000     7.0     0.94     4.4
    8     0.03     0.82     30.5     18500     4.7     0.55     1.4

Claims (4)

1、一种以铌镁酸铅为基的电致伸缩的陶瓷材料，其特征在于镧元素掺杂取代铅，组成为：
    YPb1-XLaXMg1/3Nb2/3O3--(1-Y)PbTiO3
其中X为La的掺杂克分子量0＜X≤0.1
    Y为铌镁酸铅镧的克分子量，0.80≤Y＜1
2、按权利要求1所述的电致伸缩陶瓷材料，其特征在于所述的La的掺杂量为0.01克分子，铌镁酸铅镧为0.85克分子组成为：
    0.85Pb0.99La0.01Mg1/3Nb2/3O3-0.15PbTiO3
3、按权利要求1所述的电致伸缩陶瓷材料，其特征在于所述的La的掺杂量0.02克分子；铌镁酸铅镧为0.85克分子，组成为：
    0.85Pb0.98La0.02Mg1/3Nb2/3O3-0.15PbTiO3
4、按权利要求1所述的电致伸缩陶瓷材料，其特征在于所述的La掺杂克分子量分别为0.01，0.015，0.02，0.03，铌镁酸铅镧的克分子量为0.82，组成分别为：
    0.82Pb0.99La0.01Mg1/3Nb2/3O3-0.18PbTiO3
    0.82Pb0.985La0.015Mg1/3Nb2/3O3-0.18PbTiO3
    0.82Pb0.98La0.02Mg1/3Nb2/3O3-0.18PbTiO3
    0.82Pb0.97La0.03Mg1/3Nb2/3O3-0.18PbTiO3
CN95111717A 1995-08-04 1995-08-04 掺镧铌镁酸铅基电致伸缩陶瓷材料 Expired - Fee Related CN1059185C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN95111717A CN1059185C (zh) 1995-08-04 1995-08-04 掺镧铌镁酸铅基电致伸缩陶瓷材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN95111717A CN1059185C (zh) 1995-08-04 1995-08-04 掺镧铌镁酸铅基电致伸缩陶瓷材料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1142475A CN1142475A (zh) 1997-02-12
CN1059185C true CN1059185C (zh) 2000-12-06

Family

ID=5078974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN95111717A Expired - Fee Related CN1059185C (zh) 1995-08-04 1995-08-04 掺镧铌镁酸铅基电致伸缩陶瓷材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1059185C (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5762816A (en) * 1995-11-14 1998-06-09 Murata Manufacturing Co., Ltd. Piezoelectric ceramic composition
CN102351534A (zh) * 2011-07-04 2012-02-15 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种具有上转换发光特性的透明电光陶瓷材料及其制备方法
CN104072136B (zh) * 2014-06-27 2017-02-15 青岛大学 镧掺杂铌镁酸铅‑钛酸铅透明陶瓷的制备方法
CN117383939B (zh) * 2023-09-08 2025-11-11 江苏省声学产业技术创新中心 压电陶瓷材料及其制备方法和压电器件
CN117049877B (zh) * 2023-10-12 2024-01-09 佛山仙湖实验室 一种电致伸缩陶瓷及其制备方法、电致伸缩装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1039331A (zh) * 1988-05-27 1990-01-31 三井石油化学工业株式会社 铁电陶瓷材料
CN1039330A (zh) * 1988-05-27 1990-01-31 三井石油化学工业株式会社 铁电陶瓷材料
CN1061111A (zh) * 1990-10-29 1992-05-13 湖北大学 一种大功率压电陶瓷材料

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1039331A (zh) * 1988-05-27 1990-01-31 三井石油化学工业株式会社 铁电陶瓷材料
CN1039330A (zh) * 1988-05-27 1990-01-31 三井石油化学工业株式会社 铁电陶瓷材料
CN1061111A (zh) * 1990-10-29 1992-05-13 湖北大学 一种大功率压电陶瓷材料

Also Published As

Publication number Publication date
CN1142475A (zh) 1997-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100465131C (zh) 一种铌酸钠钾锂基无铅压电陶瓷及其制备方法
CN1143255A (zh) 具有正电阻温度系数的半导体陶瓷合成物及其制造方法
CN109796205B (zh) 一种铋层状结构钛钽酸铋高温压电陶瓷材料及其制备方法
CN1059185C (zh) 掺镧铌镁酸铅基电致伸缩陶瓷材料
CN102924082A (zh) 锰掺杂铌镍-锆钛酸铅压电陶瓷及其制备方法
CN101215168B (zh) 镁钽酸锆钛酸铅陶瓷的掺杂改性方法
CN117326866B (zh) 一种铈锰共掺的锆钛酸铅基压电陶瓷材料及其制备方法
CN102260079A (zh) 一种“收/发”两用型PZT-Pb(Sb2/3Mn1/3)三元系压电陶瓷材料及其制备方法
Feng et al. High electric-field-induced strain of Pb (Mg1/3Nb2/3) O3–PbTiO3 crystals in multilayer actuators
CN106554203A (zh) 一种铋层状结构铌酸铋钙高温压电陶瓷材料及其制备方法
CN115403375B (zh) 一种锆钛酸铅压电陶瓷材料及其制备方法
CN1285539C (zh) 钛酸铋纳－钛酸钡基压电陶瓷及其制备方法
CN110511019A (zh) 一种有效降低应变滞后性的bnt基无铅铁电陶瓷及其制备方法
JP3827915B2 (ja) 圧電材料およびその製造方法
CN116606136B (zh) 一种压电陶瓷材料及其制备方法和压电器件
CN119390440A (zh) 一种钪酸铋-钛酸铅基压电陶瓷材料及其制备方法与应用
JP3214055B2 (ja) アクチュエータ用圧電セラミック組成物
CN105218092B (zh) 一种同时具备大位移及低滞后的锆钛酸铅基压电陶瓷材料及其制备方法
US20020132897A1 (en) Electrostrictive material and manufacturing method thereof
CN117602934B (zh) LiNbO3改性的PNN–PZT陶瓷材料及其制备方法
JPH07315926A (ja) 耐湿性に優れたセラミックフィルタ素子用圧電磁器組成物
KR100801477B1 (ko) 무연 세라믹스 및 그의 제조방법
CN107021753A (zh) 一种离子掺杂锑锰锆钛酸铅压电陶瓷材料及其制备方法
JPH06224486A (ja) 圧電セラミックスの分極方法
CN103539447A (zh) 一种低温烧结的压电陶瓷材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee