压电陶瓷

2024-04-17

压电陶瓷（精选6篇）

篇1：压电陶瓷

压电陶瓷的制备与应用【摘要】本文主要概述了国内外关于压电陶瓷材料的发展历史进程和研究现状，提出压电陶瓷材料的制备方法，探讨了其发展趋势和应用前景。指出了现代压电陶瓷材料正在向着复合化，薄膜化，无铅化及纳米化方向发展。该材料应用前景广阔，是一种极有发展潜力的材料。【关键词】压电陶瓷性能参数制备方法应用

压电陶瓷是指把氧化物混合(氧化锫、氧化铅、氧化钛等)高温烧结、固相反应后而成的多晶体．并通过直流高压极化处理使其具有压电效应的铁电陶瓷的统称，是一种能将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料。压电陶瓷是含高智能的新型功能电子材料,随着材料及工艺的不断研究和改良,压电陶瓷的技术应用愈来愈广。压电材料作为机、电、声，光、热敏感材料，在传感器、换能器、无损检测和通讯技术等领域已获得了广泛的应用，世界各国都高度重视压电陶瓷材料的研究和开发。

1、压电陶瓷的性能参数（1）机械品质因数

机械品质因数的定义是：Qm=×2∏，他表示在振动转换时，材料内部能量消耗的程度。机械品质因数越大，能量的损耗越小。机械品质因数可以根据等效电路计算而得：Qm=,式中R1为等效电阻，Ws为串联谐振频率，C1为振子谐振时的等效电容。当陶瓷片作径向振动时，可近似地表示为Qm=，式中C0为振子的静态电容，单位F；△f为振子的谐振频率fr与反谐振频率fa之差，单位Hz；Qm为无量纲的物理量。（2）基电耦合系数

机电耦合系数K是综合反映压电材料性能的参数，它表示压电材料的机械能与电能的耦合效应。机电耦合系数可定义为K2=（逆压电效应），K2=（正压电效应）没有量纲。机电耦合系数是压电材料进行机—电能量转换的能力反映，它与机—电效率是完全不同的两个概念。它与材料的压电常数、介电常数和弹性常数等参数有关，因此，机电耦合常数是一个比较综合性的参数。（3）弹性系数

根据压电效应，压电陶瓷在交变电场作用下，会产生交变伸长和收缩，从而形成与激励电场频率（信号频率）相一致的受迫振动。对于具有一定形状、大小和被覆工作电极的压电陶瓷称为压电陶瓷振子（简称振子）。实际上，振子谐振时的形变是很小的，一般可以看作是弹性形变。反映材料在弹性形变范围内应力与应变之间的参数为弹性系数。

压电陶瓷材料是一个弹性体，它服从胡克定律：在弹性限度范围内，应力与应变成正比。当数值为T的应力（单位为Pa）加于压电陶瓷片上时，所产生的应变S为S=sT、T=cS式中s为弹性柔顺系数，单位m2／N，c为刚性刚度系数，单位Pa。

2、压电陶瓷的制备过程

I、生产中广泛采用的压电陶瓷工艺，主要包括以下步骤：配料混合预烧粉碎成型排胶烧结被电极极化测试，如图2所示。

(1)配料、球磨混合

原料选用纯度高、细度小和活性大的粉料，根据配方或分子式选择所用原料，并按原料纯度进行修正计算，然后进行原料的称量。按化学配比配料以后，使用行星式球磨机将各种配料混合均匀。实验室常采用的是水平方向转动球磨方式，震动球磨是另一种常用的球磨方法，此外还有气流粉碎法等混合方法。(2)预烧、粉碎、成型、排胶和烧结混合球磨后的原料进行预烧。预烧是使原料间发生固相化学反应以生成所需产物的过程，预烧过程中应注意温度和保温时间的选择。将预烧反应后的材料使用行星式球磨机粉碎。成型的方法主要有四种；轧膜成型、流延成型、干压成型和静水压成型。轧膜成型适用于薄片元件；流延成型适合于更薄的元件，膜厚可以小于10 m；干压成型适合于块状元件；静水压成型适合于异形或块状元件。除了静水压成型外，其他成型方法都需要有粘合剂，粘合剂一般占原料重量的3％左右。成型以后需要排胶。粘合剂的作用只是利于成型，但它是一种还原性强的物质，成型后应将其排出以免影响烧结质量。烧结是将坯体加热到足够高的温度，使陶瓷坯体发生体积收缩、密度提高和强度增大的过程。烧结过程的机制是组成该物质的原子的扩散运动。烧结的推动力是颗粒或者晶粒的表面能，烧结过程主要是表面能降低的过程。晶粒尺寸是借助于原子扩散来实现的。(3)被电极、极化、测量

烧结后的样品要被电极，可选用的电极材料有银、铜、金．铂等，形成电极层的方法有真空蒸发、化学沉积等多种。压电陶瓷中广泛采用的是，在烧结后的样品涂上银浆，在空气中烧制电极。为了防止空气在高压下电离、击穿，极化一般是在硅油中进行。为了获得优良的压电性能，需要选择合适的电场强度，适当的极化温度。极化样品放置24小时后，用压电常数测量仪测量d33，用高频阻抗分析仪(Agilent4294A等)测量介电常数、介电损耗、谐振频率等。

II溅射法(sp ut tering)是利用高速运动的荷能离子把靶材上的原子(或分子)轰击下来沉积在基片(加热或不加热)上形成薄膜的方法,采用射频磁控溅射能进一步增加电子的行程,加强电离和离子轰击效果,从而能有效提高溅射效率及薄膜的均匀性。

III、脉冲激光沉积(PLD)是80年代后期发展起来的新型薄膜制备技术。相对于其它薄膜制备技术, PLD具有沉积速度快、靶材和薄膜成分一致、生长过程中可原位引入多种气体、烧蚀物粒子能量高、容易制备多层膜及异质结、工艺简单、灵活性大、可制备的薄膜种类多、可用激光对薄膜进行多种处理等优点

IV、sol-gel法是通过将含有一定离子配比的金属醇盐和其它有机或无机金属盐溶于共同的溶液中,通过水解和聚合形成均匀的前驱体———溶胶,再经提拉、旋转涂覆、喷涂或电沉积法等将前驱体溶胶均匀地涂覆在基片上,然后烘干除去有机物,最后退火处理得到具有一定晶相结构的无铅压电陶瓷薄膜。

3、压电陶瓷的应用

近年来，随着宇航、电子、计算机、激光、微声和能源等新技术的发展，对各类材料器件提出了更高的性能要求，压电陶瓷作为一种新型功能材料，在日常生活中，作为压电元件广泛应用于传感器、气体点火器、报警器、音响设备、超声清洗、医疗诊断及通信等装置中。它的重要应用大致分为压电振子和压电换能器两大类。前者主要利用振子本身的谐振特性，要求压电、介电、弹性等性能稳定，机械品质因数高。后者主要是将一种能量形式转换成另一种能量形式，要求机电耦合系数和品质因数高。压电陶瓷的主要应用领域如下表所示：应用领域

主要用途举例

电源

压电变压器雷达、电视显像管、阴极射线管、盖克计数管、激光管和电子复印机等高压电源和压电点火装置

信号源

标准信号信号源

振荡器、压电音叉、压电音片等用作精密仪器中的时间和频率标准信号源

信号转换

电声换能器

拾声器、送话器、受话器、扬声器、蜂鸣器等声频范围的电声器件

超声换能器

超声切割、焊接、清洗、搅拌、乳化及超声显示等频率高于20Hz的超声器件

发射与接收

超声换能器

探测地质构造、油井固实程度、无损探伤和测厚、催化反应、超声衍射、疾病诊断等各种工业用的超声器件

水声换能器

水下导航定位、通信和探测的声呐、超声探测、鱼群探测和传声器等

信号处理

滤波器

通信广播中所用各种分立滤波器和复合滤波器，如彩电中频率波器；雷达、自控和计算机系统所用带通滤波器、脉冲滤波器等

放大器

声表面波信号放大器以及振荡器、混频器、衰减器、隔离器等

表面波导

声表面波传输线

4、结束语

压电陶瓷是一种重要的功能材料，具有优异的压电、介电和光电等电学性能，被广泛地应用于电子、航空航天、生物等高技术领域。近年来，各国都在积极研究和开发新的压电功能陶瓷，研究的重点大都是从老材料中发掘新效应，开拓新应用；从控制材料组织和结构入手，寻找新的压电材料。特别值得重视的是随着材料技术和工艺的发展，目前国际上对压电材料的应用研究十分活跃，许多新的压电器件，包括过去认为是难以实现的器材也被研制出来了。随着对材料的组成、制备工艺及结构的不断深入研究，更加新颖的压电器件将不断的映现出来。

【参考文献】

[1]张沛霖，钟维烈．压电材料与器件物理[M]．济南t山东科学技术出版社．1994． [2]陆雷、肖定全、田建华、朱建国.无铅压电陶瓷薄膜的制备及应用研究.[3]张雷、沈建新.压电陶瓷制备方法的研究进展.硅酸盐通报.[4]肖定全.关于无铅压电陶瓷及其应用的几个问题.电子元件与材料.2004.材料合成与制备方法论文压电陶瓷的制备与应用院系：物理与电子工程学院专业：材料物理姓名：李鹏洋

篇2：压电陶瓷

原来来自：

摘要

压电陶瓷片是一种电子发音元件，在两片铜制圆形电极中间放入压电陶瓷介质材料，当在两片电极上面接通交流音频信号时，压电片会根据信号的大小频率发生震动而产生相应的声音来。压电陶瓷片由于结构简单造价低廉，被广泛的应用于电子电器方面如：玩具，发音电子表，电子仪器，电子钟表，定时器等方面。

报告目录

报告摘要

一、中国针织机行业概况

针织机是指利用织针把各种原料和品种的纱线构成线圈、再经串套连接成针织物的设备。根据工艺类别的不同，针织机可分为两大类：纬编机、经编机。用一组或几组平行排列的纱线，于经向喂入机器的所有工作针上，同时成圈而形成针织物，这种方法称为经编，织物称为经编织物。完成这种经编的机器称为经编机。

经历“十五”、“十一五”期间快速发展，中国经编机行业目前已进入从高速发展向高效发展转变的转型期。虽然2011年经编设备市场表现仍比较活跃，但无法再现2010年同期销售红火的场面。受欧债危机影响，经编产业面临着行业成本不断上升和出口贸易受阻的双重压力，生产动力有所减弱。进入2012年3月份，由于下游购买力淡薄以及忧虑拖累，涤丝库存不断上升，虽然下游喷水织造开机率硬撑死挺，但是经编厂家、加弹企业己有停车现象。目前，海宁经编机开机率在6成左右;福建、广东经编机开机率在5~6成。

而另一方面，地方政府鼓励下兴建的经编项目方兴未艾。2011下半年，由安徽省郎溪县政府、海宁经编产业园区共同创建的郎溪经都产业园开工建设，该产业园分成染整区、经编织造区、后整理配套区等十大产业功能区，建成后将为海宁经编产业园区转型升级提供有力的后方生产基地保障。当地的发展目标是建成一个入园企业约300家、产值突破600亿元的“经编新都”。

这些新增经编项目落成后，将安装新型经编设备，采用新技术，以提高经编生产效率及经编产品档次。传统经编行业的发展趋势将是加大高速经编机等高水平经编机械设备的所占比重，开发出针织高端产品和特种规格的产品。产业集中度更高，产业升级需求更迫切，传统经编正面临着产业格局的调整，这对经编设备生产企业来说，既是机遇，也是挑战。

《产业用纺织品“十二五”发展规划》中指出，结构增强用纺织品等领域为“十二五”时期国家要重点发展的产业用领域，为此要发展织造成型技术装备等重点设备，研究重磅、宽幅、高速、高性能产业用机织和产业用经编技术及碳纤维/玻璃纤维混杂编织技术，突破800克/平方米~3000克/平方米的宽幅异厚织物的织造技术。中创国发分析认为，经编产业作为战略新兴产业——复合材料的重要制造产业，其在碳纤维制品、生物医用纺织品、过滤用纺织品等高新技术纺织品领域的发展具有广阔的空间……

二、报告主要研究内容

《中国纺织领域压电陶瓷片市场调查报告》从产业角度出发，始终围绕行业与市场的根本点，系统地阐述了中国纺织领域压电陶瓷片的发展环境、发展特征、行业现状、市场发展趋势;并细致地分析各行业、区域细分市场的现状、发展趋势;深入地剖析了行业代表性企业的业务状况、企业规模、发展战略规划等;在此基础上，提出中创国发对发展中国纺织领域压电陶瓷片相关咨询建议。

三、报告研究成果及意义

为满足客户投资决策需要，《中国纺织领域压电陶瓷片市场带哦差报告》将对以下企业进行实地调研，了解纺织领域压电陶瓷片市场特征，为企业投资进行实际指导。

调研对象调研方法具体调研对象调研内容

行业协会实地调研中国纺织机械器材工业协会、中国纺织科学研究院、天津纺织机械器材研究所、东华大学、上海纺织机械器材研究所中国纺织机械市场规模;纺织机械领域内压电陶瓷片市场容量及应用情况;压电陶瓷片应用趋势;技术应用特征及壁垒……

压电陶瓷片生产企业电话+实地调研(总数10家，实地调研不少于3家)耐迅电子、西安康弘、重庆26所、双友海特、昆山攀特、淮安亿隆……企业概况;压电陶瓷片产能及产量;压电陶瓷片在纺织领域的应用情况;企业运营模式及策略;企业核心竞争力……

纺织机械企业电话+实地调研(总数10家，实地调研不少于3家)中国纺织机械集团、卡尔迈耶纺织机械有限公司、佛山创达、福建贾卡……企业概况;企业纺织机械产能产量;企业经编机的产能产量;企业压电陶瓷片运用情况;企业应用中存在的问题……

纺织企业(下游用户)电话+实地调研(总数10家，实地调研不少于3家)山东魏桥创业集团有限公司、南山集团有限公司、恒力集团有限公司、红豆集团有限公司……纺织企业对经编机采购及使用情况;压电陶瓷片经编机使用情况;技术差异性……

委托单位调查驻点研究及座谈会(由客户提供)企业决策层及管理层了解企业运行情况及资源情况;对企业发展方向进行深入交流、明确企业发展瓶颈;需要强化内容;……

报告大纲

第一章研究概述

第一节研究背景

一、中国纺织领域压电陶瓷片政策背景

二、中国纺织领域压电陶瓷片市场背景

第二节研究范围

一、中国纺织领域压电陶瓷片定义

二、中国纺织领域压电陶瓷片分类

三、本报告研究范围

第三节研究内容

第四节研究方法

第五节研究结论

第二章中国纺织领域压电陶瓷片发展环境研究(PEST)

第一节政策环境对纺织领域压电陶瓷片影响因素分析

一、针织机行业主要政策汇编

二、《纺织工业“十一五”规划发展纲要》解析

三、《纺织工业调整和振兴规划》解析

四、《国民经济与社会发展“十二五”规划》解析

五、《轻工业“十二五”发展规划》解析

六、《产业用纺织品“十二五”发展规划》解析

七、…………

第二节经济环境对纺织领域压电陶瓷片影响因素分析

一、宏观经济对纺织领域压电陶瓷片的影响

二、固定资产投资对纺织领域压电陶瓷片的影响

三、人均收入水平对纺织领域压电陶瓷片的影响

四、人均消费水平对纺织领域压电陶瓷片的影响

五、货币政策(利率、汇率、存款准备金)对纺织领域压电陶瓷片的影响

六、…………

第三节社会环境对纺织领域压电陶瓷片影响因素分析

一、人口结构对纺织领域压电陶瓷片影响

二、环保意识对纺织领域压电陶瓷片影响

三、…………

第四节技术环境对纺织领域压电陶瓷片影响因素分析

一、技术研发及应用动态(如电子送经技术、全幅衬纬技术等)

二、贾卡式针织机技术发展历程(机械式、电磁式、压电式)

三、专利及保护状况

四、…………

第三章中国纺织领域压电陶瓷片现状与市场发展趋势分析

第一节 2007-2011年中国纺织领域压电陶瓷片供求格局分析

一、中国纺织领域压电陶瓷片产量分析

二、中国纺织领域压电陶瓷片价格情况分析

三、中国纺织领域压电陶瓷片生产集中度分析

第二节中国纺织领域压电陶瓷片进出口状况分析

第三节 2007-2016年中国纺织领域压电陶瓷片现状与发展趋势分析

一、2007-2011年中国纺织领域压电陶瓷片规模分析

二、2012-2016年中国纺织领域压电陶瓷片规模发展趋势分析

第四章中国纺织领域压电陶瓷片区域市场现状及发展趋势分析

第一节中国纺织领域压电陶瓷片华东区域市场现状及发展趋势分析

一、规模现状

二、竞争格局

三、代表企业

四、发展趋势

第二节中国纺织领域压电陶瓷片细分行业华南区域市场现状及发展趋势分析

一、规模现状

二、竞争格局

三、代表企业

四、发展趋势

第三节中国针织机及经编机行业各区域市场格局特点分析

第五章中国纺织领域压电陶瓷片主体企业综合竞争力分析

第一节中国纺织领域压电陶瓷片企业综合竞争力分析

第二节耐迅电子

一、企业概况

二、企业产品结构

三、企业规模

四、企业战略规划

五、企业综合竞争力分析(SWOT)

第三节浩博纺织器材

…………

第六章中国纺织领域压电陶瓷片市场投资策略及建议

第一节中国纺织领域压电陶瓷片市场投资机会分析

第二节中国纺织领域压电陶瓷片市场投资风险分析

第三节中国纺织领域压电陶瓷片市场项目投资建议

一、项目整体定位

二、项目设定业绩目标

三、项目运营模式及特征

四、运营策略及建议

篇3：高速压电陶瓷驱动电源

压电陶瓷具有体积小,分辨率高,响应快,推力大等一系列特点。用它制成的压电陶瓷驱动器广泛应用于微位移输出装置、力发生装置、机器人、冲击电机[1,2,3]、光学扫描等领域。因此压电陶瓷的驱动电源技术已成为非常重要的研究热点。

目前,国内常见的压电陶瓷器件主要基于静态特性[4,5,6,7,8],因此该类压电陶瓷驱动电源动态特性不理想,交流负载能力差,不适合应用于动态领域。例如,压电陶瓷管冲击马达,是基于冲击原理,利用锯齿波驱动压电陶瓷管,使得压电马达产生正反的旋转,频响范围宽及具有很高上升和下降速率是该类压电陶瓷驱动电源必须满足的重要动态特性[9,10]。但现在国内对此种驱动电源的研究不多,且价格昂贵,因此有必要设计一种满足上述要求且价格低廉的压电陶瓷驱动电源。

1 高压驱动电源原理及电路设计

该高压驱动电源主要由高压直流电源、恒流源及功率放大电路三部分组成。功率放大电路部分将锯齿波信号放大,以此驱动压电陶瓷管。为了得到快速的电压下降速率,使压电陶瓷管形成冲击,则需使用恒流源帮助容性负载的压电陶瓷快速泄放电荷。

1.1 高压直流电源

高压直流电源部分如图1所示,工频220 V交流电经变压器输出双130 V交流,经整流桥整流和电容滤波后,得到180 V直流电,作为驱动电路的工作电压。

1.2 恒流源电路

恒流源电路如图2所示,本设计电路的运放选择OP467,其上升速率可达到170 V/μs,且具有极宽的响应频率,完全能满足要求。当A点的输入电压为VA时,根据虚短原则,VA=VB,放大器同向输入端与反向输入端的输入电流均为0,则VB=VC,所以流经场效应管的电流恒为I=VA/R3,此时VGS≥3.5 V,场效应管导通。假若输入电压VA有电压波动+ΔV,放大器的差模增益接近无穷大,所以VG增大,VGS增大,流经场效应管的电流增大,则VC增加;又因VB=VC,故VB也增大,且最终与VA相等,保证恒流源正常工作,反之当ΔV为负时,同理。此恒流源电路的电流I=50 mA,即电压VA=7.5 V,此恒流源电路的目的主要是帮助容性负载压电陶瓷泄放电荷,使驱动压电陶瓷管的锯齿波具有快速的下降速率,当与功率放大电路连接时,将恒流源场效应管的漏极与图3功率放大电路的D点连接在一起。

1.3 功率放大电路

功率放大电路如图3所示,该部分电路的运放也选择OP467,这样可以保证两部分电路在速度上匹配。功率放大级选用场效应管IRF840,它具有电流负载能力大,开关速度快(纳秒级)的特点,因此适合驱动容性负载。此功率放大电路中含有一个悬浮地(即图3中的点D),恒流源电路运放的供电电压经过DC/DC转换模块后,将功率放大电路的运放参考点与地分开。

当电路工作在线性区域内时,若输入信号Uin的电压范围为-10~0 V,则与F点的电压相等,在通道DF上产生电流,R6与R7为分压电阻,R6与R7的比例决定了放大电压的倍数,则驱动压电陶瓷的电压Uout=(Uin/R6)(R6+R7)。由于电流I恒定不变,故R6与R7阻值不能过小,以保证其具有足够的电流负载能力来驱动压电陶瓷。

2 设计结果

该设计的输入信号幅值范围为-10~0 V,输出范围为0~350 V,泄放电流为50 mA。实验测试时,以容性负载230×(1±0.1)pF为标准,在100 Hz~100 kHz的频率范围内,当以VPP=6 V偏置为-3 V的方波信号输入时,测得其不同的放大倍数与频率的关系如图4所示。可以看出,在60 kHz以后,波形已经严重失真,所以应避免在高于60 kHz的情况下使用高压电源驱动器。

在不加负载,而以VPP=6 V,偏置为-3 V,f=50 kHz的方波输入时,电源输出结果如图5所示。图5中,输出方波为示波器衰减10倍的波形。由此可知,输出的方波峰峰值为240 V,且上升速率高于下降速率。由图5所示数据可计算出下降速率约为48 V/μs,上升速率约为80 V/μs,这相对于其他动态压电陶瓷驱动电源具有明显的优势,该参数已能够满足压电陶瓷管冲击电机定子形成扭转所需要的条件。

3 结语

设计的高速压电陶瓷驱动电源具有工作频率高,电压跟随性好,结构简单,价格低廉等特点,在动态性能上较其他电路有明显优势,并且对一些需要利用冲击原理的压电陶瓷器件可以提供很好的驱动效果。

摘要：为了满足压电陶瓷致动器对驱动电源动态冲击特性的要求,提出一种新型的压电陶瓷驱动电源。用高速运放OP467作为核心芯片,搭建功率放大电路及恒流源泄放电路,并给出详细的电路原理图。实验表明,在输入为方波等动态信号时,该驱动电源可以良好地跟随输入波形变化,具有较高的上升和下降速率,频响范围可达到100 Hz60 kHz。在同类型高压放大器中,其成本低廉,结构简单。

关键词：压电陶瓷,驱动电源,速率,动态性能

参考文献

[1]Pan G L,Feng Z H,Ma Y T,et al.Small Torsional Piezo-electric Fiber Actuators with Helical Electrodes[J].Appl.Phys.Lett.,2008,92(1).

[2]Takeshi Morita,Yoshida R Yuichi,Yasuhiro Okamoto.ASmooth Impact Rotation Motor Using a Multi-Layered Tor-sional Piezoelectric Actuator[J].IEEE Trans.on Ultason-ics,Ferroeleotrics and Frequency Control,1999,46(6):1 439-1 445.

[3]羽贞行,富川义郎.超声马达理论与应用[M].杨志刚,郑学伦,译.上海:上海科学技术出版社,1997.

[4]冯晓光,赵万生,栗岩,等.压电陶瓷微位移器驱动电源及减小其纹波的方法[J].压电与声光,1997,19(1):35-38.

[5]张明辉,杜志江,曲东升,等.一种新型直线压电马达驱动器[J].压电与声光,2004,26(4):286-288.

[6]钟清华,黄伟强,李子升.基于线性电源的高压放大器[J].现代电子技术,2004,27(15):6-7.

[7]林伟,冯海.压电陶瓷电源控制系统的设计与实现[J].现代电子技术,2007,30(16):44-45,52.

[8]张学成.压电致动器双向电源研究[J].压电与声光,1998,20(2):85-88.

[9]刘岩,邹文栋.一种高速压电陶瓷驱动器驱动电源设计[J].压电与声光,2008,30(1):48-50.

篇4：压电陶瓷

摘要：采用传统的固相法和普通的烧结方法，制备了不同比例的ZnO掺杂的（Na0.48K0.48Li0.04）（Nb0.86Ta0.1Sb0.04）O3无铅压电陶瓷，通过改变烧结温度的高低，研究ZnO掺杂对锑酸钾钠基压电陶瓷的压电常数、介电常数和介电损耗的影响，从而获取最佳的掺杂比例和烧结温度。研究表明：当ZnO的掺杂量x<2.00mol%时，压电陶瓷的压电常数和介电常数均呈上升趋势，介电损耗呈下降趋势。当ZnO的掺杂量x> 2.00mol%时，压电陶瓷的压电常数和介电常数均呈下降趋势，介电损耗成上升趋势。压电常数d33、介电常数εr、介电损耗tanδ通过测定得到如下结论：当烧结温度T=1080℃，掺杂x=2.00mol%时，压电陶瓷的压电系数和介电常数达到最好，其中压电常数d33为77pC/N、介电常数εr为273.58、介电损耗tanδ为2.98%。

关键词：无铅压电陶瓷；烧结温度；固相法；ZnO掺杂 1 概述

压电陶瓷已在能源开发、电子技术、传感技术、激光技术、光电子技术、红外技术、生物技术、环境科学等方面有广泛应用[1]。由于铅基压电陶瓷PZT具有优良的压电性能，从而得到广泛的应用，但是此类压电材料中含有60%以上的有毒物质铅，在压电陶瓷的生产、使用和废弃处理过程中挥发的铅都会对生态环境和人们的健康造成不可估量的伤害，因此人们迫切期盼无铅压电时代的到来[2]。

无铅压电陶瓷是指不含铅的压电陶瓷，其更深层含义是指既具有较好的使用性又有良好的环境协调性的压电陶瓷。目前，无铅压电陶瓷可以分为：BNT基无铅压电陶瓷、KNN系无铅压电陶瓷、BZT系无铅压电陶瓷，其中KNN压电陶瓷因为具有优良的压电性能和机械性能，被认为是最具有可能替代PZT的无铅压电材料。

然而阻碍KNN压电陶瓷发展的主要问题是传统的方法无法烧结出致密的陶瓷体，大大影响了压电和机械性能，本文选择能够有效降低烧结温度的ZnO作为掺杂对象。本文采用传统陶瓷工艺制备无铅压电陶瓷，详细探讨了不同比例ZnO掺杂对KNN陶瓷烧结特性，包括对显微结构以及电学性能等的影响。

2 实验过程

采用传统的固相法[3，4]制备了（Na0.48K0.48Li0.04）（Nb0.86Ta0.1Sb0.04）O3-xZnO压电陶瓷（x = 1.00、1.50、2.00、3.00）。首先，按配比称量分析纯原料：K2CO3、Na2CO3、Li2O3、Nb2O5、Sb2O3、Ta2O5、ZnO、无水乙醇。将原料放入烘箱中在85℃干燥2～3h，充分去除水分后迅速放入干燥器皿中冷却至室温。将各原料按照化学式（Na0.48K0.48Li0.04）（Nb0.86Ta0.1Sb0.04）O3配比进行配料，然后装入研磨罐中，研磨介质为φ2mm的锆球进行研磨，以无水乙醇为媒介，用行星式球磨机球磨3～4h，取出烘干，在750℃保温2h完成预烧；再将粉料充分研磨，过筛，加入质量分数为10%左右的PVA进行造粒；在5MP压力下压制成直径15mm，厚l.5mm的圆片，并分别在1060℃、1080℃、1095℃、1100℃保温2h进行烧结，得到致密的陶瓷片。将陶瓷片的厚度控制在1.00mm左右，进行磨平。将磨好的陶瓷片均匀的涂上银浆，在750℃烧结陶瓷获得被上电极的陶瓷样品，并在90℃的硅油中极化，极化电压3～4kV/mm[5]，极化时间30min，放置1小时左右，进行测量其相关的性能。用JSM-5900LV型扫描电子显微镜（SEM[6]）对样品表面进行观察研究；采用准静态d33测量仪（ZJ-3AN型[7]）测量压电常数d33，用LCR电桥测试仪（YB2811型）测量损耗。

3 结论分析与讨论

3.1 显微结构分析

由SEM图可以看出压电陶瓷，在掺杂量相同（x=2.00mol%），烧结温度不同的情况下（1060℃、1080℃、1095℃、1100℃）同种陶瓷样品放大10000倍后的表面形貌图如图1所示。由图1（a）可以看出，温度在1060℃时，陶瓷表面有明显的孔洞，颗粒表面比较粗糙，致密度较差。从图1（a）、（b）、（c）、（d）可以看出，随着温度的升高致密度呈现先升高后降低的趋势，陶瓷表面的孔洞也呈现先减少后增加的趋势。一般而言，陶瓷晶粒大小会随着烧结温度的升高而增大，但是从陶瓷样品的表面SEM 图可以看出，陶瓷晶粒的大小并未发生太大的变化，这可能是由于掺杂的ZnO抑制了陶瓷晶粒的长大，在温度T=1100℃时，陶瓷表面出现大量的孔洞，这可能是晶体出现液化的原因。

3.2 压电性能分析

图2为室温下测量的无铅压电陶瓷压电常数随着ZnO掺杂比例的变化曲线图。由图2可以看出，随着掺杂量的增加，压电陶瓷的压电常数呈现先增加后降低的趋势。这可能是由于ZnO在一定程度上抑制了陶瓷晶粒的长大，从而使压电常数也随之增加；但当烧结温度超过一定范围时，ZnO的抑制作用降低，使晶粒继续增大并出现液化的现象，从而造成压电常数的降低。当T=1080℃，x=2.00mol%时，压电常数达到最（d33=77pC/N）。

3.3 介电性能分析

图3为室温下测量的无铅压电陶瓷介电常数和介电损耗随着掺杂量的变化曲线图。由图3（a）可以看出，随着掺杂量的增加，压电陶瓷的介电常数整体呈现先上升后下降的趋势。当T=1080℃，x=2.00mol%时，压电陶瓷的介电常数达到最大（εr=273.58）；这说明随着陶瓷体致密度的增加压电陶瓷的介电常数也会增加。反之介电常数也会降低。同时由图3（b）可以看出，压电陶瓷的介电损耗呈现先降低后增加的趋势。同时，当T =1080℃，x=2.00mol%时，介电损耗也达到最小（tanδ=2.98%）。压电陶瓷的介电损耗与陶瓷体的致密度有关，也与微观结构和显微形貌有关，晶粒排列紧密，晶界对电畴的夹持效应小，电畴转向过程中耗能少，介电损耗就会变小，反之介电损耗就会增加。

4 结论

采用传统固相法陶瓷工艺制备了（Na0.48K0.48Li0.04）（Nb0.86Ta0.1Sb0.04）O3无铅压电陶瓷；用SEM观测了样品的表面具体（10μm）形貌，并且测量了相关的压电和介电性能。研究结果表明：

①在ZnO的掺杂比例一定时，随着温度的升高，陶瓷的压电常数呈现先升高后下降的趋势，当T=1080℃，x=2.00mol%时，压电常数到达最大（d33=77pC/N）。这是由于ZnO在一定程度上抑制了晶粒的长大，从而使陶瓷的压电常数也随之增加；但当温度超过一定的范围时，ZnO的抑制作用降低，而使晶粒继续增大，从而造成压电常数的降低。

②通过改变ZnO的掺杂量，也使压电陶瓷的介电常数整体呈现先上升后下降的趋势，当T=1080℃，x=2.00时，压电陶瓷的介电常数达到最大（εr=273.58）。这是由于随着陶瓷体致密度的增加压电陶瓷的介电常数也会增加。反之介电常数也会降低。

③ZnO的添加一定程度上改善了陶瓷的介电损耗，介电损耗整体呈现先降低后升高的趋势，当T=1080℃，x=2.00时，介电损耗达到最小（tanδ=2.98%）。这是由于压电陶瓷的介电损耗与陶瓷体的致密度有关，同时也与微观结构和显微形貌有关，晶粒排列紧密，晶界对电畴的夹持效应小，电畴转向过程中耗能少，介电损耗就会变小，反之介电损耗就会增加。

参考文献：

[1]张东升.（K0.44Na0.52Li0.04）（Nb0.86Ta0.10Sb0.04）O3陶瓷的压电性能[J].硅酸盐学报，2014（4）：444-447.

[2]郭汝丽，方亮，周焕福等.低温烧结ZnO压敏陶瓷研究进展[J].电子元件与材料，2011，30（10）：80-82.

[3]S.Shah，M.S.Ramachandra Rao.Preparation and dielectric study of high-quality PLZTx=65=35（x=6，7，8）ferroelectric ceramics[J].J.Appl.Phys.2000，（71）：65-69.

[4]B.贾菲等著.压电陶瓷.林声和译.北京：科学出版社，1979：1.

[5]Wood，A.Polymoprhism in Potassium niobate，sodium niobate，and other ABO3.

[6]莫其逢，黄创高，田建民，高英俊.原子力显微镜与表面形貌观察[J]；广西物理，2007（02）.

[7]崔业让，刘心宇.Sm2O3掺杂（Ba0.7Ca0.3）TiO3-Ba（Zr0.2Ti0.8）O3无铅压电陶瓷的制备与性能[J].无机材料学报，2012（07）.

基金项目：

篇5：中国陶瓷十大品牌欧美陶瓷介绍

欧美陶瓷作为中国陶瓷十大品牌之一，其传承欧洲经典设计风格，创新地将西方浪漫主义与东方实用主义完美结合，以时尚、浪漫、典雅的高端品牌形象，卓越的产品品质，完善的售后服务，赢得了广大消费者的青睐，成为行业领军之骏。多年来，欧美陶瓷塑造的“欧美家居美学馆”已扩展至世界各大城市，每座“欧美家居美学馆”不仅仅是镶嵌在世界各地的艺术展厅，展示了欧美时尚典雅的空间艺术，更成为风靡于世界的空间样本，启发着时尚浪漫的生活方式。

作为中国陶瓷十大品牌之一的欧美陶瓷创建于1998年，是一家专业从事陶瓷生产、研发及经营于一体的大型现代化陶瓷企业。产品涵盖了高档陶瓷抛光砖、瓷片、仿古砖等配套系列产品。欧美人多年来坚守质量就是生命的方针，始终坚持产品自主创新和品质精益求精，与时俱进地引入先进生产管理经验和现代化营销管理精英，使其成为目前陶瓷行业配套硬件设施最完善、综合实力最强的企业之一。

“中国陶瓷十大品牌”的评选，从企业资格、网络票选、市场调查、专家评定等多个环节对陶瓷企业进行综合评定，经过层层严格挑选，堪称是建陶行业的百花奖，所以其评选达到公平、公正、公开而在行业内极具威信力。其中欧美陶瓷凭借其企业的实力，在评选中各项评分都遥遥领先而一举获得“中国陶瓷十大品牌”的荣誉称号，领军中国欧式经典瓷砖品牌。

欧美陶瓷作为欧美经典风格瓷砖的领军者，一直秉承着“浪漫、典雅、时尚”的设计概念，拥有国外设计先进理念的顶级设计团队，将产品的高贵典雅外观与环保科学技术进行有效结合，一直以为全球消费者提供高品质瓷砖理想家居为目标，引领着国际欧美家居的新潮流发展，打造时尚浪漫的生活方式。

对于中国陶瓷十大品牌的荣誉，欧美陶瓷是如何获得消费者市场的认同的？这很大程度上源于欧美陶瓷的高品质时尚浪漫的设计理念，自1998年企业成立以来，欧美陶瓷就放眼于国际市场，紧跟时代脉搏，与时并进，以为消费者提供高品质生活质量作为企业生产的原动力，其经典欧美风格的家居时尚的理念传达到千家万户，深入民心;另外，还在于欧美陶瓷重视每一个产品的品质，视产品的品质为企业的生命线，严格执行ISO9001-2004国际质量体系认证和ISO14001-2004环境管理体系认证，从原料到成品，层层严格把关，以生产出高标准、高品质的产品。这次获奖同时也是对欧美陶瓷多年来的努力给出的一个肯定，也是推动欧美陶瓷不断前进的助力，欧美陶瓷将会继续秉承优秀的欧美式设计理念结合高品质的瓷砖产品，继续回馈广大消费者。

篇6：景德镇陶瓷学院陶瓷协会简介

---传承瓷都精神，弘扬陶瓷文化

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景德镇是闻名世界的千年瓷都，景德镇的陶瓷文化更是源远流长，它孕育出了一批批优秀的陶瓷人才，为了更好的让同学们对陶瓷文化有更多的认识和了解，更为了为广大关注陶瓷的有志之士提供一个交流、探讨、学习的平台，在广大师生的共同努力下，景德镇陶瓷学院陶瓷协会终于诞生了！

陶瓷协会是由一群热爱陶瓷的大学生组成的，是我们景德镇陶瓷学院唯一一个以“陶瓷”为主题的特色学生社团。我们社团由学术部，组织部，宣传部，外联部组成，一方面通过各种围绕“陶瓷文化”的特色社会活动让会员们对景德镇陶瓷的一个历史发展、陶瓷制作的过程和陶瓷文化有个较为清楚的了解。另一方面我们协会在学术方面会定期请陶瓷方面的专家开展一些专题讲座，丰富会员的陶瓷见识。只要你对陶瓷够感兴趣你就可以参加我们协会，陶瓷协会不仅是你认知陶瓷的窗口，更是你各方面能力得到锻炼的小“社会”。

景德镇陶瓷学院陶瓷协会章程

第一章总则

本社团的名称为景德镇陶瓷学院陶瓷协会。社团类别为理论研究型。

景德镇陶瓷学院陶瓷协会是在景德镇陶瓷学院材料学院校团委领导下由学生自愿组成的以陶艺制作，陶瓷学习研究、开展陶瓷相关活动和弘扬陶瓷文化为主的群众性的团体。协会的宗旨

1、弘扬陶瓷文化、传承瓷都精神，给学校热爱陶瓷艺术的同学们提供一个可以互相学习、相互交流的平台。让协会成员的爱好得以发展，自身得到锻炼。

2、从美术史和美批评的角度，本着客观‘公正的学术精神，全面、连续和动态地反应当前的陶瓷艺术走向，在肯定既有成就的基础上，不断开拓创新。

第二章活动的组织形式

活动形式和内容由理事会进行策划和决策，在将工作分配到各个部门。由组织部进行活动的计划安排，及时推广艺术家的创作成果，为陶瓷爱好者和专业人员提供富有建设性的参考资料。为艺术收藏家，出版家，经纪人，赞助人，美术馆，画廊和艺术市场等应用领域的人员和单位提供一份可靠的资讯为重要美术活动和表现突出的个人提供学术上的支持。

第三章会员的权利和义务

凡承认协会章程并能遵守，热爱陶瓷艺术的同学都有资格报名申请，经理事会批准后即可成为本协会会员。

会员要求充满活力积极向上 2 热爱陶瓷艺术

3有梦想敢于超越自我4有组织纪律观念会员权利享有选举和被选举权 2 对本协会工作的知情权享有批评权和建议权

4享受组织为会员提供的服务

5优先参与本协会的各种培训及活动

会员的义务 1 遵守国家法律法规 2 遵守本协会的章程

3执行本协会的决议和委托的工作 4维护协会的形象

5在校外活动中维护景德镇陶瓷学院的形象

第四章社团管理机构和各个部门职责

理事会是协商与核心决策机构，执委会属执行机构，团支部属监督机构。协会共六个部门：办公室组织部外联部学术部宣传部文艺部。

办公室主要职责