一、锰掺杂对压电陶瓷介电性能的影响（论文文献综述）
李文迪[1]（2021）在《CuO和MnO2掺杂K0.5Na0.5NbO3-BaBiO3单晶的生长、结构与电性能研究》文中进行了进一步梳理压电材料是一种在电子信息领域发挥着重要作用的功能材料。当前市场上主要使用的是含铅压电材料。然而,由于含铅压电材料中的铅元素腐蚀性较强,在制备、应用以及废料处理过程中产生重金属污染会对环境以及人类健康造成危害。为了人类社会的可持续发展,环境友好型的无铅压电材料成为人们广泛关注的焦点。本文以无铅压电单晶作为研究对象,从晶体的生长到晶体结构与性能的关系等方面进行了系统的研究。本文采用无籽晶固相生长技术制备了（1-x）(99.7K0.5Na0.5NbO3-0.3BaBiO3)-x MnO2和（1-x）(99.7K0.5Na0.5NbO3-0.3BaBiO3)-x CuO压电单晶,对其生长工艺、成分、微结构及其电学性能进行了系统研究,主要研究内容及结果如下:首先,研究了不同含量的MnO2掺杂对99.7K0.5Na0.5NbO3-0.3BaBiO3基压电单晶的结构和性能的影响。实验结果表明:掺入微量锰有助于晶体生长,随着MnO2掺杂量的增加,晶体表面更加平整、光滑,晶体质量和电性能得到提高。当掺杂量为0.1 at%时单晶取得最大的压电系数d33=351 p C/N约为未掺杂时晶体压电系数的3倍,此时tanδ=0.02、EC=5.31 k V/cm、Pr=24.24μC/cm2,TO-T=167℃、TC=418℃。其次,研究了微量CuO掺杂对99.7K0.5Na0.5NbO3-0.3BaBiO3压电单晶的结构和压电性能的影响,同时与MnO2的掺杂影响进行了对比分析。研究结果表明:CuO掺杂和MnO2一样具有良好的助熔效果,能促进晶粒生长。微量的CuO添加使原来相结构为正交相的晶体中出现少量四方相,当掺杂量为0.1 at%时,晶体内的四方相最多,达到16.14 wt%。随着CuO掺杂量的增加,晶体的铁电性能总体上呈现增加的趋势,而压电性能则先增后减,当掺杂量为1 at%时,晶体的综合性能最佳:Pr=44.07μC/cm2、矫顽电场Ec=5.47 k V/cm、压电系数d33=117 p C/N、TO-T=153℃、TC=403℃。通过对比MnO2和CuO掺杂效果可知,两种金属氧化物掺杂都能减少晶体样品的缺陷,使晶体表面平整、光滑;晶体结构上,MnO2掺杂不改变晶体样品的正交相结构,而微量CuO则会使晶体样品中出现少量四方相;在性能方面,两种掺杂都能有效减小晶体的介电损耗,不同的是,MnO2掺杂对晶体的压电系数优化更为明显,而CuO则在优化晶体的铁电性能上表现更佳,并能有效增加晶体的机械品质因数。最后,研究了在晶体生长阶段不同降温速率对0.5 at%MnO2掺杂99.7K0.5Na0.5NbO3-0.3BaBiO3晶体的结构与性能的影响。研究结果表明:在0.5℃/min至4℃/min区间内降温速率的改变几乎不改变材料的晶体结构,当晶体以较慢的速度降温时,晶体生长表面较为平坦,生长的单晶尺寸较大,晶体压电性能也较高。当降温速率为0.5℃/min时,晶体的综合性能最高,其正压电系数d33为214 p C/N,逆压电系数d*33为517 pm/V,同时晶体还具有较低的介电损耗tanδ=0.02,TO-T=155℃、TC=407℃。
许志敏[2]（2021）在《钐锰共掺杂铌镁酸铅-钛酸铅压电陶瓷的机电性能研究》文中认为压电材料是一种可以实现电能与机械能相互转化的多功能电介质材料,目前已经被非常广泛地应用于工业、军事、医疗等领域。在所有的压电材料中,铅基钙钛矿型弛豫铁电陶瓷Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-Pb Ti O3（PMNT）具有最优异的压电、介电和铁电性能,因此受到了广泛的关注、研究与应用。通过不断地探索研究,PMNT陶瓷的综合性能已经到达了巅峰,已经无法通过优化制备工艺、寻找准同型相界组分等简单的手段进一步的提高PMNT陶瓷的综合性能,这严重限制了其在高性能压电器件中的应用。目前,人们发现在钙钛矿型铁电陶瓷中异价掺杂可以进一步提升其性能,因此在钙钛矿型铁电陶瓷中进行掺杂改性已经成为了研究的热点。本文采取软硬共掺杂的策略对PMN-30PT陶瓷进行掺杂改性,制备了钐锰共掺杂的PMN-30PT陶瓷,研究了其制备工艺、物相结构、微观结构、铁电畴结构、介电性能、铁电性能、压电性能和机电性能。首先,对MgNb2O6前驱体的反应条件、不同组分的PMN-30PT陶瓷的预烧条件和烧结条件进行了研究,确定了MgNb2O6的反应条件为950 oC,150 min,未掺杂的PMN-30PT陶瓷和掺杂锰的PMN-30PT陶瓷的预烧条件为750 oC,150 min,掺杂钐的PMN-30PT陶瓷和钐锰共掺杂的PMN-30PT陶瓷的预烧条件为850 oC,240 min。不同组分的PMN-30PT陶瓷的烧结条件均为1250 oC,180 min,升降温速率为2 oC/min。然后,对掺杂前后陶瓷样品的物相结构、微观结构和铁电畴结构进行了研究。发现随着锰的掺杂比例的增加,陶瓷的相结构向三方相偏移,陶瓷样品的铁电畴尺寸增大,铁电畴壁的密度降低。掺杂钐后,陶瓷的四方相所占的比例增加,铁电畴的尺寸减小,铁电畴壁的密度升高。锰离子可以促进晶粒的生长,而当掺杂钐后平均晶粒尺寸几乎没有变化。最后对掺杂前后陶瓷样品的介电性能、铁电性能、压电性能和机电性能进行了研究,发现掺杂锰后陶瓷的介温谱上出现了退极化温度,电滞回线和应力应变曲线沿轴出现了非常明显的偏移,陶瓷的机械品质因数上升,压电系数减小,介电损耗减小。当掺杂钐后,在室温以上并没有观察到三方-四方相变温度,内偏场的值变小,陶瓷的d33明显增加。为了解释这些现象,确定了局部结构多相性、(Mn’’Ti-VOgg)x缺陷偶极子和（2SmPgb-Mn’’Ti）x缺陷偶极子对宏观机电性能的多重作用。
杜宗政[3]（2020）在《大功率压电陶瓷材料及其测试系统研究》文中研究表明压电陶瓷是一种关联机械能和电能的材料,广泛应用在无损检测、压电驱动、超声诊断、水声换能等领域。压电器件往往需要较高的机械品质因数（Qm）,以获得较大的输出功率。Qm值的测定通常是利用阻抗分析仪在低外加电压（1V）下完成的,这种测试方法得出的Qm值与实际需求并不一致。本论文首先分析了压电振子的等效电路模型和机械品质因数的常规计算方法;然后从掺杂改性的方式出发,致力于制备高Qm值的中性和硬性Pb（Zr,Ti）O3（PZT）基压电陶瓷;最后着重研究压电陶瓷大功率特性的测试原理,进而开发了大功率测试系统。论文首先分析和讨论了压电陶瓷的等效电路模型和机械品质因数的推导过程。该部分对压电陶瓷的等效模型进行了梳理和规范,经典模型和动态模型的相辅相成,更为直观的展示压电陶瓷的工作机理。此外,以压电陶瓷的等效模型为基础,对机械品质因数的两种方法（定义式法和3d B法）进行理论分析和实验对比。研究发现,两种计算方法在理论上是一致的。实验结果的对比也证实了这一理论推导的可信性。系统研究了MnCO3对中性Pb（Zr,Ti）O3基压电陶瓷相结构、微观结构和电学性能的影响。研究发现MnCO3掺杂的硬性行为可以极大地提高机械品质因数（Qm值提高了近8倍）。此外,引入烧结助剂Li Bi O2和Cu O,实现了低温烧结（900℃）。MnCO3掺杂的陶瓷样品具有良好的温度稳定性和较低的平均功耗,适用于制备大功率陶瓷器件。实验中还研究了尺寸对压电陶瓷相结构和性能的影响,大尺寸压电陶瓷较低的谐振频率使其Qm值优于小尺寸样品。同样采用MnCO3对硬性PZT基压电陶瓷进行掺杂改性研究。研究发现当MnCO3的加入量为0.2wt%,压电常数、kp和Qm同时取得最优值,d33～194p C/N,d*33～260pm/V,kp～0.410,Qm～2064。加入烧结助剂Li Bi O2和Cu O,d33和kp分别由194p C/N、0.410升至218p C/N、0.449;Qm略有下降,由2064降至1613。此外,适量Ce O2的加入细化了晶粒尺寸,提高了样品的致密度。研究压电陶瓷的大功率测试原理,并开发大功率测试系统。以压电振子的动态等效模型为基础,在脉冲驱动法的基础上,提出了一种“三步法”的测试流程,提高了测试的准确性;同时分析并解决了仪器同步触发、驱动电压信号放大质量等问题;基于Lab VIEW语言独立开发了操作软件。利用搭建好的测试系统对前文制备的高Qm材料进行多频率（谐振/反谐振频率）、多模态（p模式、31模式）的测试,获取陶瓷样品的Qm值随振速的变化关系。测试数据与文献中的结果对比,验证了测试系统的准确性。
姚亚丽[4]（2020）在《掺杂剂对LiTaO3基陶瓷介电性能的影响》文中研究表明钽酸锂（LiTaO3）晶体的各种性能备受到研究人员的普遍关注,在其单晶方面和薄膜方面研究较多。因LiTaO3多晶陶瓷在烧结方面有一定的难度,所以对LiTaO3多晶的陶瓷的组织结构方面以及在其介电性能方面的应用受到了限制。本文主要选取的是烧结的方法选取无压,选用Bi2O3颗粒、CoO颗粒以及MnO2掺杂获取LiTaO3基陶瓷,通过调节掺杂剂掺杂量以及控制烧结温度研究其介电性能的影响。结果表明:当烧结温度为1250℃时,通过制备掺杂Bi2O3量分别为0.5%、1.5%、2.5%、3.5%成分的LiTaO3陶瓷（BLT）可知,在Bi2O3掺杂量是2.5wt%时,最大相对密度为76.7%。介电频谱显示,在一定频率条件下,伴随Bi2O3不断增加,介电常数有先提高后逐渐降低的趋势,2.5BLT陶瓷样品介电常数的数值最大为80;介电损耗有先下降后持续增加的现象,2.5BLT最小。介电温谱得出,在测试频率条件是10k Hz,641.5℃下介电常数达到峰值310.5,介电损耗伴随温度的不断增加持续上涨。从不同的烧结的温度条件下烧结制备的2.5BLT陶瓷的结构以及性能结果可知,2.5BLT陶瓷的相对密度的大小伴随温度的改变先缓慢增加后持续下降,2.5BLT陶瓷在1250℃烧结最致密。介电频谱分析,在一定频率条件下,伴随烧结温度持续升高,介电常数先逐渐增加后不断降低。1250℃下介电常数的数值最大为68,介电损耗最小。当烧结温度为1250℃时,通过制备掺杂CoO量分别为1wt%、3wt%、5wt%和7wt%成分的LiTaO3基陶瓷（CLT）可知,相对密度主要受Co离子改变的影响,呈现先增至峰值后逐步衰减的走向。当Co离子为5wt%时,相对密度最大为89.43%。Co离子对室温下CLT陶瓷样品介电常数大小作用相对大一点,其对介电损耗的作用弱一些,5CLT的介电常数的数值最大为524.8,介电损耗最小为0.194。介电温谱展现,CLT陶瓷样品介电常数伴随Co离子的掺杂量的多少的一直增加,先达到峰值3055后逐步衰减。从不同温度下制备的5CLT陶瓷的结构以及介电性能结果得出,陶瓷的相对密度伴随温度的影响,浮现先增至峰值后逐步衰减的情况,在1250℃烧结最致密。介电频谱显示,在一定频率条件下,介电常数因烧结温度持续改变,呈现先逐渐增加然后缓慢降低的形势。5BLT的介电常数在1250℃时峰值为543.8,介电损耗最小为0.07。由介电温谱得,1250℃下5BLT陶瓷样品介电常数峰值最大为3059.8,介电损耗跟随温度的改变一直增加。当烧结温度为1300℃时,通过制备掺杂MnO2量为1wt%、3wt%、5wt%和7wt%成分的LiTaO3基陶瓷（MLT）可知,相对密度伴随二氧化锰掺杂量的改变,显露出先增加后下降的走向。当MnO2为5wt%时,相对密度最大为91.2%。在LiTaO3中掺杂锰离子可以有效地影响晶粒长大,晶粒大小随MnO2的改变而增大。室温频谱得出,介电常数伴随MnO2的改变,展现先增至峰值后降低的情形,5wt%时达到峰值14779.52,介电损耗最小为0.02。介电温谱显示:5MLT陶瓷样品介电常数峰值为5209.8,损耗最小为2.34。从不同的烧结的温度条件制备的5MLT陶瓷的微观结构与其介电性能结果分析,1250℃烧结温度时,5MLT陶瓷最为致密。介电频谱表露,一定频率条件下,介电常数伴随烧结温度的不断改变,有先增至峰值后逐步衰减的趋势。1250℃时介电常数达900左右,介电损耗最小为0.167。介电温谱得出1250℃下5MLT陶瓷样品介电常数的数值最大为6397.2,1350℃下5MLT陶瓷介电常数的数值最大为8200.5。1250℃下5MLT陶瓷的介电损耗数值最小为0.64。
郑华山[5]（2020）在《锰掺杂钛酸钡压电陶瓷中缺陷偶极子动力学研究》文中研究表明压电铁电材料优异的机电、铁电等性质使其在超声换能器、电致伸缩制动器和铁电存储器等方面存在巨大应用前景。为进一步提高压铁电材料的特定性能,各种调控机制被引入压电材料中。其中,缺陷工程由于可以通过调控缺陷来间接调控铁电畴结构而引起了研究者的关注,而缺陷工程研究的一个热门分支即是通过调控受主掺杂铁电材料中的缺陷偶极子来实现对铁电畴的控制。然而,目前对缺陷偶极子的机理研究并不全面,缺陷偶极子是如何影响铁电材料的电畴结构和宏观物理性质的研究也不够深入,对极化老化后定向排列的缺陷偶极子在外场条件下的弛豫动力学研究主要集中在具有准同型相界（MPB）组分的固溶体系中,其在单相非固溶体中的动力学行为没有得到系统研究。因此本文制备Mn掺杂BaTiO3陶瓷,系统研究了Mn掺杂对铁电陶瓷介电、机电和铁电等宏观性能的影响,并且探究不同外场条件（温度、频率）下BaTiO3陶瓷中缺陷偶极子的动力学行为机制。本文采用传统的固相烧结法制备了Mn掺杂浓度分别为0 mol%、0.5 mol%、0.75 mol%和1mol%的BaTiO3陶瓷,确定了不同Mn掺杂浓度BaTiO3陶瓷的最佳烧结条件。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）表征了样品的基本结构。利用阻抗分析仪、准静态d33测试仪、铁电测量仪获得陶瓷样品的介电、机电和铁电性能参数。由于缺陷偶极子的钉扎作用,Mn掺杂降低了样品的介电常数、介电损耗和压电系数,提升了样品的机械品质因数和机电耦合系数,并且由于内偏场的产生导致偏移电滞回线的出现。基于Mn掺杂BaTiO3陶瓷的内偏场随温度和测试频率的变化规律,研究了Mn掺杂BaTiO3陶瓷缺陷偶极子的动力学特性。结果表明,温度升高提供了足够的能量使氧空位越过势垒重新被激活,使缺陷偶极子随外电场翻转或者发生解耦合,导致内偏场随温度呈现逐渐降低的规律。另外,Mn掺杂BaTiO3陶瓷的内偏场随测试频率的升高呈逐渐增大的趋势,并拟合出其与时间t（1/f）呈现指数函数形式的动力学关系式。
李德东[6]（2020）在《铌酸钾钠基无铅压电单晶的无籽固相生长及改性研究》文中提出压电材料是一种广泛应用于电子信息领域的重要功能材料。由于铅基压电材料的毒性,近年来对无铅压电材料进行了广泛研究,其中,铌酸钾钠(K0.5Na0.5Nb O3,KNN)基压电单晶以其较高的压电性能、高居里温度和环境友好型等优点而备受关注。相比于高温熔体晶体生长法,无籽固相晶体生长法具有工艺装备简单、能耗和成本低、元素挥发性减弱,以及生长的KNN晶体压电铁电性能高等优点。虽然采用无籽固相晶体生长法已经能制备出体积较大且性能较好的KNN基压电单晶,但晶体的综合性能还有待于提高,同时晶体的生长机理还不是很明确。因此,本文在制备了（1-x）(99.6K0.5Na0.5Nb O3-0.4Mn Bi O3)-x Li2O和99.7(99.6K0.5Na0.5Nb O3-0.4Mn Bi O3)-0.3B2O3系列压电单晶的基础上,对其成分、生长工艺、晶体结构、电畴结构和电学性能的关系进行了系统研究,以期改进晶体的压电介电铁电等综合性能。主要研究内容和创新之处如下:研究了微量Li掺杂对KNN基压电单晶结构和电学性能的影响。研究结果表明:掺入微量的Li2CO3具有助熔剂的作用,使生长的晶体成分更均匀且体积更大;同时,掺入一定量的Li能够缓解KNN晶体的晶格失配程度;随着Li掺杂量的逐渐增加,晶体中四方相的含量先增加后减少,当Li掺杂量为0.3at%时达到最多,为25.83%;产生相变的原因可能是由于不同含量的Li掺杂,使得K和Na元素在晶体生长过程中的挥发程度不同,从而产生相变;KNN基晶体的压电常数d33、逆压电常数d*33和剩余极化强度Pr随着Li掺杂量的增加先增加后减少,在掺杂量为0.2at%-0.3at%时晶体的电学性能最佳,具体为:d33=255 p C/N,d*33=313 pm/V,介电损耗tanδ=1%和Pr=26.1μC/cm2;Li掺杂对晶体从正交相到四方相的转变温度(TO-T)的影响很小,但会使晶体的居里温度（TC）明显增加。研究了B掺杂对KNN基压电单晶结构和压电性能的影响。研究结果表明:B掺杂99.6K0.5Na0.5Nb O3-0.4Mn Bi O3单晶具有较好的助熔效果,能够促进晶体生长,并且能有效提高单晶的压电性能。研究了空气中退火对99.7(99.6K0.5Na0.5Nb O3-0.4Mn Bi O3)-0.3B2O3单晶的氧空位缺陷、畴结构和电学性能的影响。研究表明:不同的空气退火时间对KNN基晶体的晶体结构几乎没有影响,晶体均为正交相与四方相共存的钙钛矿结构,且正交相与四方相的含量比例大概为:78:22;晶体的压电性能与铁电性能随着退火时间的延长先增加后降低,且在退火时间为8 h时取得最大值,为d33=996 p C/N,d*33=3000 pm/V和Pr=38.4μC/cm2,居里温度TC大概为410 oC;同时,优化退火时间可有效降低晶体的漏导电流和介电损耗,当退火时间为8 h时,晶体中的氧空位浓度明显降低;通过调控退火时间能够有效改善晶体中电畴的尺寸和结构,从而改善压电铁电性能;通过观察单晶区与陶瓷区的界面可知,无籽固相晶体生长法不仅能够促进陶瓷颗粒重新排列,形成单晶,也能促进铁电畴的重新排列,改善畴结构。通过退火使KNN单晶的电学性能提高的原因可能在于:退火使晶体中的氧空位缺陷浓度降低,并使晶体中的畴结构得到了改善。系统研究了晶体生长降温阶段的冷却速率对99.7(99.6K0.5Na0.5Nb O3-0.4Mn Bi O3)-0.3B2O3单晶的结构和性能的影响。研究结果表明,通过优化降温速率有利于单晶的生长,更易于生长尺寸更大的单晶;当降温速率较低时,晶体表面更平坦,晶体质量较高;在研究范围内,降温速率的改变对单晶的晶体结构的影响较小;当降温速率为2 oC/min时,所制备的KNN基压电单晶表现出优异的压电性能,其正压电系数d33达510 p C/N,逆压电系数d*33达1425 pm/V,同时晶体还具有较低的介电损耗tanδ=0.02,且具有较高的居里温度TC=416 oC,和较高的剩余极化强度Pr=20μC/cm2。
祁旭昕[7]（2019）在《锰掺杂铌铟锌酸铅-钛酸铅体系压电陶瓷的机电性质研究》文中提出Pb(In1/2Nb1/2)O3-Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbTiO3（PIN-PZN-PT）压电陶瓷,拥有优异的综合性能,例如温度稳定性高、压电性能好等。但是PIN-PZN-PT压电陶瓷制备过程中易产生焦绿石相,较难得到纯钙钛矿相,这就导致体系机电性能大大降低,因此探索纯钙钛矿相PIN-PZN-PT压电陶瓷的制备工艺是十分重要的。另外,虽然PIN-PZN-PT压电陶瓷压电性能比较高,但是其机械品质因数Qm比较低,限制了PIN-PZN-PT压电陶瓷在大功率换能器当中的应用。硬性掺杂可以改善压电陶瓷体系的综合机电性能,提高体系的机械品质因数,正好可以弥补PIN-PZN-PT体系性能的不足。本文通过固相反应法制备出PIN-PZN-PT压电陶瓷。探究了前驱体InNbO4与ZnNb2O6的最佳烧结条件,得出InNbO4理想合成条件为:烧结温度1050℃,烧结时间2小时;ZnNb2O6理想合成条件为:烧结温度900℃,烧结时间2小时。在此基础上,研究出PIN-PZN-PT压电陶瓷理想的合成条件为:预烧温度720℃,预烧时间3小时,烧结温度1180℃,烧结时间3小时。研究发现在制备过程中加入2mol%的ZnO以及3 mol%的PbO,能够弥补高温区间PbO以及ZnO的挥发,制备出纯钙钛矿相的PIN-PZN-PT压电陶瓷。研究了不同浓度锰掺杂（0 mol%-2 mol%）对相界组分PIN-PZN-PT陶瓷机电性能的影响,发现49PIN-21PZN-30PT组分机电性能最为优越,机械品质因数Qm由不掺锰时的212提升到掺杂浓度为2 mol%时的2162,提高了近9倍,达到了通过硬性掺杂提升体系综合机电性能的预期效果,为高功率换能器提供了材料基础。硬性掺杂对压电陶瓷机电性能的影响规律已较明确,然而对铅基体系介电弛豫特性的影响规律尚不清晰。由于PIN-PZN-PT体系介电弛豫特性不明显,因此本文选择了弛豫性比较明显的PIN-PT体系中的85PIN-15PT为基质,研究了锰掺杂对体系介电弛豫特性的影响。发现随着锰掺杂浓度的增加,体系频率色散逐渐减小,ΔTm（最大测试频率200 kHz与最小测试频率100 Hz时的居里温度差值）由不掺杂时的10℃降低到锰掺杂浓度为1 mol%时的0℃。由于85PIN-15PT弥散性比较明显,锰掺杂对体系弥散因子影响不大。总体来说,硬性掺杂降低了压电陶瓷的介电弛豫特性,这为后续压电陶瓷的改性优化提供了实验基础。
宋海珠[8]（2019）在《低电压下BCTS陶瓷介电储存性能的研究》文中认为尽管介电储能装置在高压电能水平上得到了广泛的应用,但随着便携式和可穿戴电子设备的迅速发展,有限电场强度下对储能装置的需求也越来越大。本文提出了若干种提高（Ba,Ca）（Ti,Sn）O3铁电材料系统在低电场下的能量密度的方法,并对其介电弛豫性能做了系统的研究。研究结果对开发低电场下大介电常数、高能量密度的储能介质具有一定的指导意义。首先研究了烧结气氛对BCTS陶瓷材料微观结构、介电弛豫性能、压电性能以及储存性能的影响,实验结果表明一定程度的氧分压会影响BCTS陶瓷晶粒形貌,并且改变了相共存的比例。另外氮气烧结使样品的弛豫性增强,介电常数的温度稳定性提高。此外在氮气烧结的样品的P-E曲线变“瘦”,使得储能密度和储能效率均有提高。另外本课题还研究了若干元素掺杂对BCTS陶瓷微观结构、介电弛豫性能、压电性能以及储存性能的影响,主要包括MnO2、BiScO3、HfO2、ZrO2。通过对特定晶格位置元素的取代与晶界富集,调整材料体系的晶相对称性、微区组织形态与缺陷结构,达到优化材料电学性能的目的。（1）MnO2的加入改变了O相和T相共存的比例,并得出了陶瓷的O-T相边界。在二氧化锰的掺杂量为0.4 mol.%时,压电性能达到最高,机械品质因数Qm为216,介电损耗tanδ为0.011,压电常数d33为578,平面机电系数kp为0.39;由于内部偏压场的影响,当二氧化锰的添加量为0.8 mol.%时,达到储存性能的最佳值(Wrec17.86mJ/cm3,η47.87%)。（2）BiScO3的加入使得陶瓷晶粒尺寸显着减小,C-T峰、T-O峰逐渐消失,并伴随着峰值的增高和范围的扩大,而且发现BCTS-6BSO陶瓷的弛豫铁电行为是一个热激活过程;另外BiScO3也提高了样品的能量储存性能,随着BiScO3含量的增加,P-E曲线变细,最大极化强度降低,并且封闭面积变小,BCTS-2BSO陶瓷样品取得最优的储存性能(Wrec18.6541mJ/cm3,η62.066%)。（3）HfO2的加入提高了陶瓷介电常数的温度稳定性,第一个转变峰的弥散性增强,峰值上升。当HfO2添加量为8 mol.%时,居里温度突然降低到4℃,打破O相和T相共存的状态,变为仅存在O相的状态。同样HfO2的加入也提高了陶瓷的储能性能,BCTS-4HfO2陶瓷样品取得最优的储存性能(Wrec16.7232mJ/cm3,η47,24%)。（4）Zr的加入使得介电性能得到改善,随着Zr含量的增加,相变的弥散性增强,相变温度（TC）降低。与此同时Zr含量的变化还会影响其储存性能,在x=0.03时取得最佳的储存性能(Wrec19.84 mJ/cm3,η61%),通过拟合微观结构与样品性能的关系,初步得出在BCSTZ体系中,晶粒越小,结构越致密,介电储存性能越高。
岳云鸽[9]（2019）在《细晶压电陶瓷的能量收集特性研究》文中提出近年来,面对化石能源的日益消耗,如何将环境中无时无处不存在的机械振动能回收为可以再利用的电能愈发受到重视,压电能量收集技术也受到更多的关注。同时,为了实现电子器件小型化、叠层化,需要制备细晶压电陶瓷。其中,制备的关键在于设计具有高能量密度的细晶压电陶瓷。由于铅基钙钛矿型材料有较强的压电性能、较高的居里温度,成为目前使用最为广泛的压电能量收集材料。因此,在本研究中,针对能量收集器件对压电陶瓷材料的性能要求,选择高性能铅基钙钛矿型压电材料为研究对象,采用高能球磨法合成纳米前驱粉体,在此基础上,分别与传统无压烧结技术和放电等离子烧结技术结合,进一步通过晶粒尺寸的调控,设计和制备具有综合性能优异的能量收集用细晶压电陶瓷。深入探讨陶瓷的致密化行为、晶粒尺寸与电学性能之间的关联性,并利用悬臂梁型能量收集器评估陶瓷的发电特性。主要内容如下:第一,为了构建铅基亚微米晶压电陶瓷,本工作采用高能球磨法直接一步制备高烧结活性的PZN–PZT纳米粉体。随后,结合传统无压烧结技术制备了高密度的PZN–PZT细晶陶瓷,并通过改变烧结温度在亚微米范围内调节晶粒尺寸。研究了晶粒尺寸对电学性能的影响。此外,也对悬臂梁式能量收集器的低频发电性能进行评估。获得了晶粒尺寸为0.33μm的PZN–PZT细晶压电陶瓷,具有优异的能量收集特性,有望应用于多层压电能量收集器。第二,为了构建高机械品质因数Qm的铅基亚微米晶压电陶瓷,本工作将高能球磨粉体技术与传统无压烧结工艺相结合,并对PZN–PZT进行锰掺杂。通过改变烧结温度,在较宽的范围内调节了晶粒尺寸。制备了具有高机械品质因数（774）的亚微米晶压电陶瓷材料。利用该材料制作的悬臂梁型能量收集器可以在高加速度条件下稳定工作而不会失效,且获得高的输出功率密度（29.2μW/mm3）,显示其在驱动微型传感器等微电子器件方面的应用潜力。此外,为了构建铅基纳米晶压电陶瓷,本工作以锰掺杂PZN–PZT为目标体系,采用高能球磨技术与放电等离子烧结技术结合,制备了结构致密的PZN–PZT+MnO2纳米陶瓷,晶粒尺寸为80 nm,且具有优异的力学性能。同时,该纳米陶瓷制备的悬臂梁型能量收集器能够在70 m/s2的高加速度下正常工作,且点亮三个发光二极管,表明PZN–PZT+MnO2纳米陶瓷是一种很有前途的微压电能量收集器材料。最后,为了实现一步无压烧结制备细晶压电陶瓷,本工作选择高居里温度的0.36BiScO3–0.64PbTiO3（BS–PT）压电陶瓷作为目标体系,采用高能球磨法制备的部分非晶化纳米颗粒作为前驱粉体,再结合常规一步无压烧结技术成功地制备了具有优异压电性能的致密BS–PT亚微米晶陶瓷,并对致密化机理进行了分析。研究发现,低温致密化机理主要源于两点:一方面,由非晶相形成的低温液相有助于加速物质的传输,另一方面,在晶界处沉积的纳米颗粒可以起到填充晶界气孔的作用、增加陶瓷的致密性。本工作深化了能量收集用细晶压电陶瓷设计理论认知,进一步明确了陶瓷的烧结行为及晶粒尺寸与电学性能的关联性,构建的细晶压电陶瓷可应用于悬臂梁型能量收集器。
李俊慧[10]（2017）在《PZT-PZN-PNN基压电陶瓷的结构、性能及应用》文中提出多层压电器件整机一体化、小型化和高性能化的发展,要求多层压电陶瓷与金属（如纯Ag或高Ag/低Pd）电极达到良好的共烧兼容,因此,降低烧结温度的同时能保证陶瓷的性能十分必要。本文通过添加ZnO/Li2CO3（简写为ZL）来降低0.83Pb(Zr1/2Ti1/2)O3-0.11Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.06Pb(Ni1/3Nb2/3)O3（简写为 PZT-PZN-PNN,PZNNT）压电陶瓷的烧结温度,并通过添加MnnO2调节PZNNT基压电陶瓷的性能,研究不同氧化物掺杂对PZNNT四元系压电陶瓷材料的相结构及其电性能的影响,并以最佳组分和最佳工艺制取的样品制作了多层压电陶瓷驱动器,对其驱动性能以及老化疲劳性能进行了研究。对不同含量ZL添加剂对PZNNT陶瓷（PZNNT-ZL）相结构、显微组织和电性能影响的研究结果表明,ZL的加入,使得材料在烧结过程中形成了液相,促进烧结致密化并降低了烧结温度；随着ZL掺杂量的增加,相结构由四方相向三方相转变,介电常数εr、压电常数d33和机电耦合系数Kp均先增大后减小,而介电损耗tanδ和机械品质因数Qm呈先减小后增大的趋势;当ZL添加量为1wt%时,在920℃能够烧结成瓷,且具有较佳的综合性能:d33=513pC/N,Kp=0.635,εr=1694,tanδ=0.0235。为提高PZNNT-ZL压电陶瓷的机械品质因数Qm,研究了 MnO2掺杂对PZNNT-ZL陶瓷（PZNNT-ZLM）相结构、微观形貌,压电、介电及铁电性能的影响,结果表明:锰进入晶格以三价的形式进行取代；适量的锰掺杂可有效提高PZNNT-ZLM陶瓷的机械品质因数Qm,且未降低机电耦合系数Kp；PZNNT-ZLM陶瓷的压电性能随着MnO2掺杂量的增多呈现先增加后减小的变化趋势,在掺锰量为0.6wt%时,陶瓷具有最佳综合性能,其压电常数d33为423pC/N,机电耦合系数Kp为0.674,机械品质因数Qm为419,居里温度Tc为316℃,有望用于大功率压电陶瓷驱动器。采用优化过的组分试制了多层压电陶瓷驱动器,对其驱动性能以及老化疲劳性能进行测试。结果表明,驱动器微位移达到5.9μm,老化疲劳性能良好。
二、锰掺杂对压电陶瓷介电性能的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、锰掺杂对压电陶瓷介电性能的影响（论文提纲范文）
（1）CuO和MnO2掺杂K0.5Na0.5NbO3-BaBiO3单晶的生长、结构与电性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 压电材料概述 |
| §1.1.1 压电效应 |
| §1.1.2 无铅压电材料 |
| §1.2 铌酸钾钠单晶的几种制备技术 |
| §1.2.1 熔盐法 |
| §1.2.2 布里奇曼法 |
| §1.2.3 顶部籽晶助熔剂生长技术 |
| §1.2.4 区熔法 |
| §1.2.5 固相晶体生长法 |
| §1.2.6 无籽固相晶体生长法 |
| §1.3 铌酸钾钠基无铅压电材料性能改进 |
| §1.3.1 离子掺杂 |
| §1.3.2 添加烧结助剂 |
| §1.3.3 改进制备工艺 |
| §1.4 本课题研究意义和主要研究内容 |
| 第二章 样品制备及性能表征 |
| §2.1 原料及设备 |
| §2.1.1 实验原料 |
| §2.1.2 实验设备 |
| §2.2 单晶制备过程 |
| §2.3 结构与性能表征 |
| §2.3.1 物相结构表征 |
| §2.3.2 微观形貌分析 |
| §2.3.3 成分分析 |
| §2.3.4 压电性能分析 |
| §2.3.5 介电性能分析 |
| §2.3.6 介电损耗分析 |
| §2.3.7 铁电性能分析 |
| §2.3.8 拉曼分析 |
| 第三章 微量锰掺杂对铌酸钾钠基压电单晶结构与性能的影响 |
| §3.1 引言 |
| §3.2 样品的形貌分析 |
| §3.3 样品的晶体结构分析 |
| §3.4 样品的电学性能 |
| §3.5 本章小结 |
| 第四章 微量铜掺杂对铌酸钾钠基压电单晶结构与性能的影响 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 样品的形貌分析 |
| §4.3 样品的晶体结构分析 |
| §4.4 样品的电学性能分析 |
| §4.5 CuO与MnO_2掺杂效果对比研究 |
| §4.6 本章小结 |
| 第五章 工艺优化对铌酸钾钠单晶结构与性能的影响 |
| §5.1 引言 |
| §5.2 降温速率对晶体生长质量和微观形貌的影响 |
| §5.3 降温速率对晶体结构的影响 |
| §5.4 降温速率对晶体电学性能的影响 |
| §5.6 降温速率对晶体介电性能的影响 |
| §5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| §6.1 总结 |
| §6.1 下一步工作建议与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间主要研究成果 |
（2）钐锰共掺杂铌镁酸铅-钛酸铅压电陶瓷的机电性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 铁电体概述 |
| 1.3 化学掺杂法与缺陷工程概述 |
| 1.4 软、硬性掺杂铅基钙钛矿型弛豫铁电固溶体的发展概况 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 钐锰共掺杂PMN-30PT陶瓷的制备工艺和微观结构研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 前驱体MgNb_2O_6的制备 |
| 2.3 锰掺杂和钐锰共掺杂PMN-30PT陶瓷的制备 |
| 2.4 钐锰共掺杂PMN-30PT陶瓷的微观结构 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 钐锰共掺杂PMN-30PT陶瓷的物相结构和铁电畴结构研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 钐锰共掺杂PMN-30PT陶瓷的物相结构 |
| 3.3 钐锰共掺杂PMN-30PT陶瓷的铁电畴结构 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 钐锰共掺杂PMN-30PT陶瓷的电学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 钐锰共掺杂PMN-30PT陶瓷的介电性能 |
| 4.3 钐锰共掺杂PMN-30PT陶瓷的铁电性能 |
| 4.4 钐锰共掺杂PMN-30PT陶瓷的压电性能和机电性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（3）大功率压电陶瓷材料及其测试系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 压电效应和压电陶瓷 |
| 1.1.1 压电效应 |
| 1.1.2 铁电体 |
| 1.2 压电材料的性能参数 |
| 1.3 机械品质因数 |
| 1.3.1 机械品质因数Q_m |
| 1.3.2 机械品质因数Q_m的传统测试方法 |
| 1.4 高Q_m压电材料的研究进展 |
| 1.4.1 二元系压电陶瓷 |
| 1.4.2 三元系压电陶瓷 |
| 1.4.3 四元系压电陶瓷 |
| 1.5 压电材料的大功率测试进展 |
| 1.5.1 恒定电压法 |
| 1.5.2 恒定电流法 |
| 1.5.3 脉冲驱动法 |
| 1.6 课题研究的目的与内容 |
| 第2章 压电振子的模型和机械品质因数的理论计算 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 压电振子的理论模型 |
| 2.2.1 压电振子 |
| 2.2.2 压电振子的等效电路 |
| 2.3 谐振状态下机械品质因数的理论计算 |
| 2.3.1 定义式法 |
| 2.3.2 3dB法 |
| 2.4 两种计算方法的实验对比 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 中性Pb(Zr,Ti)O_3基陶瓷压电性能的调控 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验过程 |
| 3.3 MnCO_3调控PZT基压电陶瓷的性能 |
| 3.3.1 烧结温度的选取 |
| 3.3.2 MnCO_3对PBSZT-LBCu陶瓷相结构的影响 |
| 3.3.3 MnCO_3对PBSZT-LBCu陶瓷微观形貌的影响 |
| 3.3.4 MnCO_3对PBSZT-LBCu压电陶瓷电学性能的影响 |
| 3.3.5 PBSZT-LBCu-0.25wt.%MnCO_3压电陶瓷的温度稳定性 |
| 3.3.6 MnO_2掺杂与MnCO_3掺杂的性能对比 |
| 3.4 尺寸对压电陶瓷性能的影响 |
| 3.4.1 尺寸对压电陶瓷相结构的影响 |
| 3.4.2 尺寸对压电陶瓷微观形貌的影响 |
| 3.4.3 尺寸对电学性能的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 硬性Pb(Zr,Ti)O_3基陶瓷压电性能的调控 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 0.05PMn N-0.95PZT-xwt%CeO_2-ywt%MnCO_3的相结构 |
| 4.3 0.05PMn N-0.95PZT-xwt%CeO_2-ywt%MnCO_3的微观形貌 |
| 4.4 0.05PMn N-0.95PZT-xwt%CeO_2-ywt%MnCO_3的电学性能 |
| 4.5 0.05PMn N-0.95PZT-xwt%CeO_2-ywt%MnCO_3陶瓷样品的温度稳定性 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 压电陶瓷的大功率测试系统 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 测试原理的研究 |
| 5.2.1 压电陶瓷等效电路模型的优化 |
| 5.2.2 脉冲驱动法 |
| 5.3 测试系统的工作流程 |
| 5.4 仪器搭建中的关键问题和解决方案 |
| 5.4.1 测试系统的工作流程的改进 |
| 5.4.2 获取稳定的放大驱动信号 |
| 5.4.3 信号发生器和数字示波器的同时触发 |
| 5.5 测试系统的软件开发 |
| 5.5.1 Lab VIEW简介 |
| 5.5.2 软件主界面的设计 |
| 5.5.3 测试系统操作界面 |
| 5.5.4 测试系统程序框图 |
| 5.5.5 信号发生器模块的设计及其功能 |
| 5.5.6 数字示波器模块的设计及其功能 |
| 5.5.7 数据存储 |
| 5.6 测试系统的验证 |
| 5.7 压电陶瓷的大功率特性测试 |
| 5.7.1 测试样品的制备 |
| 5.7.2 大功率测试前的预实验 |
| 5.7.3 PZT基陶瓷样品谐振状态下的机械品质因数变化 |
| 5.7.4 PZT基陶瓷样品p模式下的机械品质因数变化 |
| 5.7.5 p模式,中性、硬性PZT基压电陶瓷谐振状态下的机械品质因数的对比 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本文的主要研究工作 |
| 6.2 本文的创新之处 |
| 6.3 后续工作及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）掺杂剂对LiTaO3基陶瓷介电性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 功能陶瓷 |
| 1.2 LiTaO_3及LiTaO_3基陶瓷的研究概况 |
| 1.2.1 LiTaO_3的晶体结构 |
| 1.2.2 LiTaO_3基陶瓷材料及其研究现状 |
| 1.3 LiTaO_3基陶瓷掺杂剂 |
| 1.3.1 Bi_2O_3 |
| 1.3.2 CoO |
| 1.3.3 MnO_2 |
| 1.4 陶瓷的介电性能及影响因素 |
| 1.4.1 陶瓷的介电性能 |
| 1.4.2 介电性能影响因素 |
| 1.5 .本文研究目的、意义及研究主要内容 |
| 1.5.1 研究目的和意义 |
| 1.5.2 研究主要内容 |
| 第二章 实验材料与研究方法 |
| 2.1 实验材料与设备 |
| 2.1.1 主要原料 |
| 2.1.2 主要实验仪器设备 |
| 2.2 实验工艺流程 |
| 2.3 基本性能测试 |
| 2.3.1 相对密度的测量 |
| 2.3.2 物相分析 |
| 2.3.3 显微形貌观察 |
| 2.3.4 X射线光电子能谱分析 |
| 2.3.5 介电性能的表征 |
| 2.3.6 交流阻抗性能测定 |
| 第三章 Bi_2O_3 掺杂对LiTaO_3 基陶瓷结构、性能的影响 |
| 3.1 Bi_2O_3 掺杂量对LiTaO_3基陶瓷的结构及性能的影响 |
| 3.1.1 Bi_2O_3 掺杂量对LiTaO_3基陶瓷的相对密度的影响 |
| 3.1.2 Bi_2O_3 掺杂量对LiTaO_3基陶瓷相组成的影响 |
| 3.1.3 Bi_2O_3 掺杂量对LiTaO_3基陶瓷的组织的显微结构的影响 |
| 3.1.4 Bi_2O_3 掺杂量对LiTaO_3基陶瓷的元素定性的影响 |
| 3.1.5 Bi_2O_3 掺杂量对LiTaO_3基陶瓷的介电性能的影响 |
| 3.1.6 Bi_2O_3 掺杂量对LiTaO_3基陶瓷的驰豫性的影响 |
| 3.2 烧结温度对2.5BLT陶瓷的结构、及性能的影响 |
| 3.2.1 烧结温度对2.5BLT陶瓷的相对密度的影响 |
| 3.2.2 烧结温度对2.5BLT陶瓷的相组成的影响 |
| 3.2.3 烧结温度对2.5BLT陶瓷的组织的显微结构的影响 |
| 3.2.4 烧结温度对2.5BLT陶瓷的元素定性的影响 |
| 3.2.5 烧结温度对2.5BLT陶瓷的介电性能的影响 |
| 3.2.6 烧结温度对2.5BLT陶瓷驰豫特性的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 CoO掺杂对LiTaO_3 基陶瓷结构、性能的影响 |
| 4.1 CoO掺杂量对LiTaO_3基陶瓷的结构及性能的影响 |
| 4.1.1 CoO掺杂量对LiTaO_3基陶瓷的相对密度的影响 |
| 4.1.2 CoO掺杂量对LiTaO_3基陶瓷的相组成的影响 |
| 4.1.3 CoO掺杂量对LiTaO_3基陶瓷的显微组织的影响 |
| 4.1.4 CoO掺杂量对LiTaO_3基陶瓷的元素定性的影响 |
| 4.1.5 CoO掺杂量对LiTaO_3基陶瓷的介电性能的影响 |
| 4.1.6 CoO掺杂量对LiTaO_3基陶瓷驰豫特性的影响 |
| 4.1.7 CoO掺杂量对LiTaO_3基陶瓷的阻抗特性的影响 |
| 4.2 烧结温度对5CLT陶瓷的结构、及性能的影响 |
| 4.2.1 烧结温度对5CLT陶瓷的相对密度的影响 |
| 4.2.2 烧结温度对5CLT陶瓷的相组成的影响 |
| 4.2.3 烧结温度对5CLT陶瓷的显微组织的影响 |
| 4.2.4 烧结温度对5CLT陶瓷的介电性能的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 MnO_2 掺杂对LiTaO_3 基陶瓷结构、性能的影响 |
| 5.1 MnO_2 掺杂量对MLT陶瓷的结构及性能的影响 |
| 5.1.1 MnO_2 掺杂量对MLT陶瓷的相对密度的影响 |
| 5.1.2 MnO_2 掺杂量对MLT陶瓷的相组成的影响 |
| 5.1.3 MnO_2 掺杂量对MLT陶瓷的元素定性的影响 |
| 5.1.4 MnO_2 掺杂量对MLT陶瓷的显微组织的影响 |
| 5.1.5 MnO_2 掺杂量对MLT陶瓷的介电性能的影响 |
| 5.2 烧结温度对5MLT陶瓷的结构及性能的影响 |
| 5.2.1 烧结温度对5MLT陶瓷的相对密度的影响 |
| 5.2.2 烧结温度对5MLT陶瓷的相结构的影响 |
| 5.2.3 烧结温度对5MLT陶瓷的微观组织的影响 |
| 5.2.4 烧结温度对5MLT陶瓷的介电性能的影响 |
| 5.2.5 烧结温度对5MLT陶瓷的阻抗特性的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（5）锰掺杂钛酸钡压电陶瓷中缺陷偶极子动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 钙钛矿铁电体概述 |
| 1.2.1 钙钛矿结构 |
| 1.2.2 施主掺杂与受主掺杂 |
| 1.2.3 钛酸钡陶瓷 |
| 1.3 受主掺杂铁电体中的缺陷偶极子 |
| 1.3.1 缺陷偶极子的形成与特性 |
| 1.3.2 缺陷偶极子的弛豫行为 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 Mn掺杂BaTiO_3陶瓷的电学性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Mn掺杂BaTiO_3陶瓷的制备工艺 |
| 2.3 Mn掺杂BaTiO_3陶瓷的结构表征 |
| 2.3.1 Mn掺杂BaTiO_3陶瓷的X射线衍射分析 |
| 2.3.2 Mn掺杂BaTiO_3陶瓷晶粒的微观结构 |
| 2.3.3 Mn掺杂BaTiO_3陶瓷的X射线光电子能谱分析 |
| 2.4 Mn掺杂BaTiO_3陶瓷的介电及机电性能研究 |
| 2.4.1 Mn掺杂BaTiO_3陶瓷的介电性能 |
| 2.4.2 Mn掺杂BaTiO_3陶瓷的机电性能 |
| 2.5 Mn掺杂BaTiO_3陶瓷的铁电性能研究 |
| 2.5.1 Mn掺杂BaTiO_3陶瓷的电滞回线 |
| 2.5.2 Mn掺杂BaTiO_3陶瓷的内偏场 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 Mn掺杂BaTiO_3 陶瓷内偏场随温度变化规律研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Mn掺杂BaTiO_3陶瓷电滞回线随温度变化规律 |
| 3.3 Mn掺杂BaTiO_3陶瓷极化强度随温度的变化规律 |
| 3.4 Mn掺杂BaTiO_3陶瓷矫顽场随温度的变化规律 |
| 3.6 Mn掺杂BaTiO_3陶瓷的内偏场随温度的变化规律 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 Mn掺杂BaTiO_3 陶瓷内偏场随测试频率变化规律研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Mn掺杂BaTiO_3陶瓷的电疲劳性质 |
| 4.3 Mn掺杂BaTiO_3陶瓷电滞回线随测试频率的变化规律 |
| 4.4 Mn掺杂BaTiO_3陶瓷内偏场随测试频率的变化规律 |
| 4.5 Mn掺杂BaTiO_3陶瓷内偏场随测试时间的变化规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（6）铌酸钾钠基无铅压电单晶的无籽固相生长及改性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 前言 |
| §1.2 压电材料简介 |
| §1.2.1 压电效应 |
| §1.2.2 压电材料发展简史 |
| §1.3 铌酸钾钠体系简介 |
| §1.3.1 铌酸钾钠体系相结构 |
| §1.3.2 铌酸钾钠体系性能改进 |
| §1.4 铌酸钾钠基单晶几种常见的制备技术 |
| §1.4.1 熔盐法 |
| §1.4.2 布里奇曼法 |
| §1.4.3 顶部籽晶生长法 |
| §1.4.4 浮区法 |
| §1.4.5 固相晶体生长法 |
| §1.4.6 无籽固相晶体生长法 |
| §1.5 本课题研究意义和主要研究内容 |
| 第二章 样品制备与性能表征 |
| §2.1 原料与设备 |
| §2.1.1 实验原料 |
| §2.2 结构与性能表征 |
| §2.2.1 物相结构分析 |
| §2.2.2 微观形貌分析 |
| §2.2.3 成分分析 |
| §2.2.4 压电性能分析 |
| §2.2.5 介电性能分析 |
| §2.2.6 介电损耗分析 |
| §2.2.7 铁电性能分析 |
| §2.2.8 拉曼分析 |
| §2.2.9 透射电镜分析 |
| 第三章 微量Li掺杂对KNN基单晶结构和性能的影响 |
| §3.1 引言 |
| §3.2 样品的形貌分析 |
| §3.3 样品的晶体结构分析 |
| §3.4 样品的电学性能分析 |
| §3.5 本章小结 |
| 第四章B掺杂和退火处理对KNN基单晶结构和性能的影响 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 B掺杂对KNN基晶体结构和性能的影响 |
| §4.3 退火样品的结构分析 |
| §4.4 退火样品的X射线光电子能谱和拉曼分析 |
| §4.5 退火样品的畴结构分析 |
| §4.6 退火样品的电学性能分析 |
| §4.7 本章小结 |
| 第五章 降温速率对KNN基单晶结构和性能的影响 |
| §5.1 引言 |
| §5.2 不同降温速率下样品的形貌分析 |
| §5.3 不同降温速率下样品的成分分析 |
| §5.4 不同降温速率下样品的结构分析 |
| §5.5 不同降温速率下样品的电学性能分析 |
| §5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| §6.1 总结 |
| §6.2 下一步工作建议与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间主要研究成果 |
（7）锰掺杂铌铟锌酸铅-钛酸铅体系压电陶瓷的机电性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究的目的和意义 |
| 1.2 铌铟锌酸铅-钛酸铅压电陶瓷的研究现状 |
| 1.3 压电陶瓷受主掺杂的研究现状 |
| 1.4 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 PIN-PZN-PT压电陶瓷的制备工艺 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 PIN-PZN-PT压电陶瓷的制备流程 |
| 2.3 前驱体最佳制备条件的探究 |
| 2.4 PIN-PZN-PT陶瓷最佳制备条件的探究 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 Mn掺杂PIN-PZN-PT压电陶瓷的机电性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Mn掺杂PIN-PZN-PT压电陶瓷的结构和形貌表征 |
| 3.2.1 Mn掺杂PIN-PZN-PT压电陶瓷的制备 |
| 3.2.2 Mn掺杂PIN-PZN-PT压电陶瓷的结构和形貌表征 |
| 3.3 Mn掺杂PIN-PZN-PT压电陶瓷的介电性能 |
| 3.4 Mn掺杂PIN-PZN-PT压电陶瓷的铁电性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Mn掺杂85PIN-15PT压电陶瓷的介电弛豫 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Mn掺杂PIN-PT压电陶瓷的制备流程 |
| 4.3 Mn掺杂PIN-PT压电陶瓷的结构与形貌表征 |
| 4.4 Mn掺杂PIN-PT压电陶瓷的铁电性能 |
| 4.5 Mn掺杂PIN-PT压电陶瓷的介电弛豫 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（8）低电压下BCTS陶瓷介电储存性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 储能材料的性能及发展现状 |
| 1.3 BaTiO_3基铁电陶瓷的介电弛豫性能 |
| 1.4 钛酸钡基陶瓷掺杂原理及器件应用 |
| 1.4.1 受主掺杂 |
| 1.4.2 施主掺杂 |
| 1.4.3 等价掺杂 |
| 1.5 课题研究内容及意义 |
| 1.5.1 课题的研究内容 |
| 1.5.2 课题研究意义及目的 |
| 第二章 实验方法及原理 |
| 2.1 实验原料及设备 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 陶瓷制备工艺 |
| 2.3 材料的表征 |
| 2.3.1 材料结构表征 |
| 2.3.2 压电性能表征 |
| 2.3.3 介电性能表征 |
| 2.3.4 储能特性表征 |
| 第三章 烧结气氛对BCTS陶瓷介电储能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验结果与讨论 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 MnO_2掺杂对BCTS陶瓷电性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验结果与讨论 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 BiScO_3掺杂对BCTS陶瓷介电储能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验结果与讨论 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 HfO_2掺杂对BCTS陶瓷介电储能的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验结果与讨论 |
| 6.3 小结 |
| 第七章 BCSTZ陶瓷的介电储存性能 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验结果与讨论 |
| 7.3 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文和专利的情况 |
| 致谢 |
（9）细晶压电陶瓷的能量收集特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 压电能量收集技术 |
| 1.1.1 压电能量收集技术基础 |
| 1.1.2 压电能量收集的应用 |
| 1.2 能量收集用细晶陶瓷 |
| 1.2.1 能量收集用细晶陶瓷的性能要求 |
| 1.2.2 细晶陶瓷的研究现状 |
| 1.3 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 样品制备工艺与测试技术 |
| 2.1 实验药品 |
| 2.2 实验工艺 |
| 2.2.1 粉体工艺 |
| 2.2.2 成型与烧结工艺 |
| 2.3 测试表征方法 |
| 2.3.1 微观结构与形貌表征 |
| 2.3.2 电学、力学性能表征 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 PZN–PZT亚微米晶陶瓷构建与能量收集特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 样品的制备工艺 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 纳米粉体制备及烧结行为 |
| 3.3.2 电学性能与能量收集特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 高Q_m的PZN–PZT基亚微米晶陶瓷构建与能量收集特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品的制备工艺 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 纳米粉体制备及烧结行为 |
| 4.3.2 电学性能与能量收集特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 PZN–PZT基纳米晶陶瓷构建与能量收集特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样品的制备工艺 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 纳米陶瓷制备 |
| 5.3.2 电学、力学与能量收集特性 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 基于部分非晶化粉体构建BS–PT亚微米晶陶瓷 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 样品的制备工艺 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 细晶陶瓷制备及电学性能 |
| 6.3.2 细晶陶瓷烧结行为与机制 |
| 6.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读硕士学位期间获得奖励 |
| 致谢 |
（10）PZT-PZN-PNN基压电陶瓷的结构、性能及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 压电陶瓷材料的研究现状 |
| 1.2.1 压电陶瓷的发展历史 |
| 1.2.2 压电陶瓷的应用 |
| 1.2.3 压电陶瓷的掺杂改性研究 |
| 1.2.4 压电陶瓷低温烧结研究 |
| 1.3 课题的提出 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 2 实验方法 |
| 2.1 实验原料及设备 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 压电陶瓷的制备 |
| 2.3 陶瓷样品的性能测试和方法 |
| 2.3.1 陶瓷样品的表观密度 |
| 2.3.2 陶瓷样品的相结构 |
| 2.3.3 陶瓷样品的显微组织结构 |
| 2.3.4 陶瓷样品的介电性能 |
| 2.3.5 陶瓷样品的压电性能 |
| 2.3.6 陶瓷样品的铁电性能 |
| 2.4 多层压电陶瓷驱动器的性能测试 |
| 2.4.1 多层压电陶瓷驱动器的微位移 |
| 2.4.2 多层压电陶瓷驱动器的老化特性 |
| 2.4.3 多层压电陶瓷驱动器的电疲劳特性 |
| 3 ZnO/Li_2CO_3掺杂PZT-PZN-PNN压电陶瓷的结构与性能研究 |
| 3.1 样品制备 |
| 3.2 ZL对 PZNNT陶瓷的密度及显微组织结构的影响 |
| 3.2.1 陶瓷样品的密度分析 |
| 3.2.2 陶瓷样品的XRD分析 |
| 3.2.3 陶瓷样品的SEM分析 |
| 3.3 ZL对 PZNNT陶瓷电性能的影响 |
| 3.3.1 陶瓷样品的介电性能 |
| 3.3.2 陶瓷样品的压电性能 |
| 3.3.3 陶瓷样品的铁电性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 Mn掺杂PZT-PZN-PNN压电陶瓷的结构与性能研究 |
| 4.1 样品制备 |
| 4.2 锰掺杂对PZNNT-ZLM陶瓷密度及显微组织结构的影响 |
| 4.2.1 陶瓷样品的密度分析 |
| 4.2.2 陶瓷样品的XRD分析 |
| 4.2.3 陶瓷样品的XPS分析 |
| 4.2.4 陶瓷样品的SEM分析 |
| 4.3 锰掺杂量对PZNNT-ZLM陶瓷电性能的影响 |
| 4.3.1 陶瓷样品的介电性能 |
| 4.3.2 陶瓷样品的压电性能 |
| 4.3.3 陶瓷样品的铁电性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 PZNNT-ZLM多层压电陶瓷驱动器的试制及性能研究 |
| 5.1 样品制备 |
| 5.2 驱动器的微位移测量 |
| 5.3 驱动器的老化性能研究 |
| 5.4 驱动器的电疲劳性能研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
四、锰掺杂对压电陶瓷介电性能的影响（论文参考文献）
- [1]CuO和MnO2掺杂K0.5Na0.5NbO3-BaBiO3单晶的生长、结构与电性能研究[D]. 李文迪. 桂林电子科技大学, 2021(02)
- [2]钐锰共掺杂铌镁酸铅-钛酸铅压电陶瓷的机电性能研究[D]. 许志敏. 哈尔滨工业大学, 2021
- [3]大功率压电陶瓷材料及其测试系统研究[D]. 杜宗政. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2020(08)
- [4]掺杂剂对LiTaO3基陶瓷介电性能的影响[D]. 姚亚丽. 上海工程技术大学, 2020(04)
- [5]锰掺杂钛酸钡压电陶瓷中缺陷偶极子动力学研究[D]. 郑华山. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [6]铌酸钾钠基无铅压电单晶的无籽固相生长及改性研究[D]. 李德东. 桂林电子科技大学, 2020(04)
- [7]锰掺杂铌铟锌酸铅-钛酸铅体系压电陶瓷的机电性质研究[D]. 祁旭昕. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [8]低电压下BCTS陶瓷介电储存性能的研究[D]. 宋海珠. 广东工业大学, 2019(02)
- [9]细晶压电陶瓷的能量收集特性研究[D]. 岳云鸽. 北京工业大学, 2019(03)
- [10]PZT-PZN-PNN基压电陶瓷的结构、性能及应用[D]. 李俊慧. 西安科技大学, 2017(01)