无铅压电陶瓷的研究与应用进展
6 0综合评述 2
硅酸盐通报
第2 9卷
较大的实用前景。 B: g bO简称为 B N) aA N ( A属正交填满型钨青铜结构化合物，有良好的光学稳定性，里温度较高具居 (= 2 I) 4 0c。近年来，内外学者对 B N进
行了稀土元素的掺杂改性。采用传统陶瓷制备工艺，备了=国 A制
具有一定压电性能的稀土元素改性 B N压电陶瓷体系 B A nN , 0< 0 5,中 h代表 A a g+L b O。< . )其。 ( l
G、 yN、m L、r d D、 d S、aP等稀土元素…。表 2列出部分 B 4 A nN。 a +L b O。。。陶瓷体系的压电性能。当： . O1时，材料具有较高的居里点(大于 30o )高的机电耦合系数 (。 0、 C k高达 6%) 4等较好的性能，比其它的低铅或无铅的压电陶瓷高出许多，可与性能优良的 P T陶瓷媲美， Z但压电常数 d较小，∞仅有 2 C N左右。 0p/表 2部分 B 4 amAg+L￣ b0 0瓷体系的压电性能… 2 n N 1陶 O3T b 2 Piz e e ti r p r e f B 4 Ag+ Ln Nb 0 a . e o l cr c p o e t so a￣ i 2 lO.
钨青铜结构铁电体种类众多，进一步研究有可能得到性能优良的无铅压电陶瓷新体系。因此加强钨青铜结构无铅压电陶瓷的研究和开发，尤其是铌酸盐系钨青铜结构压电陶瓷的改性、复合以及理论基础研究是获得性能优良的新体系的重要途径。
5铋层状结构无铅压电陶瓷，2 5’铋层状结构化合物是由 A r ii uilu vl s等于 14 9 9年首先发现的。铋层状结构化合物一般由化学通式 ( i 2 ( B: ) A州B O 表示， O ,+)‘它是由钙钛矿层 ( B O 1一 ( i:层有规则地交替排列而成。其 A 。+]和 B: ) O
中 A B分别代表配位数为 1 6的正离子，、 2和通常 A为+1+、 3+、 2+、 4离子或它们的复合离子， B3、如 i +Pb、¨ Ba、
s2、 a N、、“、h r c“、 a K u T等； B为适合于八面体配位的离子或它们的复合离子， F¨、如 e
C3 G¨、i、r N¨、a、 r、 a T“ Z" b T¨ W“、 等，表示层厚度方向上的原胞数。m一般是 1~、 Mo m 5之间的整
数， m越大，相应的压电活性越高，居里温度( ) 越低。含铋层状结构化合物中许多具有铁电性，是重要的无铅压电陶瓷体系之一，它一般具有居里温度高 (>50℃ )介电常数低 ( 2 0
、 17~14、械品质因数 Q 5 )机高 (00— 20、 20 70 )自发极化强、电阻率高、老化特性好、易烧结、电损耗低、介压电和介电性能各向异性大、谐振频率的时间和温度稳定性好等特征，适合于制作滤波器、高温高频及超声技术领域内的器件，应用前景较为广泛。但铋层状结构压电陶瓷明显的缺点是压电活性低、顽场 E高。因此国内外研究工作者从工艺和配矫方的角度对其进行了广泛的研究，高了铋层状结构无铅压电材料的性能。铋层状结构材料压电陶瓷体系提可以归纳为：
() i i, 1 B 3 2 T O基无铅压电陶瓷 ( T; B O) ( )MB4 i 5无铅压电陶瓷 (= S, a B, a_ i5K l i5; 2 i 4基 T O1 M rC, a N 0 B0, 0 B0 ) 5 I 5
( )MB2 2 9无铅压电陶瓷 (= S,aB,a. i5 . i5N= bT ) 3 i O基 N M rC,aN 0B0, 5 0, N,a; 5 l B .( )B3i O基无铅压电陶瓷 ( 4 i N。 T N=N,a; b T )
( )复合铋层状结构无铅压电陶瓷。 5
6结语 在诸多无铅压电陶瓷体系中，铋层状结构、铌酸盐基及 B T N基无铅压电陶瓷均具良好性能，有实用化的潜力。新材料体系的研制成功，标志着我国无铅压电陶瓷材料的实用化研究已上了一个新台阶。不过，总从体上讲，与发展成熟的铅基压电陶瓷相比，无铅压电陶瓷的性能还存在着较大差距，再加上生产成本高、制备