BNT基陶瓷的研究现状综述(2)

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(4)共沉淀法共沉淀法就是在溶解有各种成份离子的电解质溶液中加入合适的沉淀剂，反应生成组成均匀的沉淀，在经过高温煅烧分解得到高纯粉体材料。共沉淀法的优点在于：一是通过溶液中的各种化学反应直接得到化学成分均一的粉体材料；二是容易制备粒度小而且分布均匀的粉体材料[25]。

2 BNT基陶瓷的掺杂改性

（1） BNT二元复合体系

调节可与BNT形成固溶体的第二组元含量，使整个体系处于三方、四方相的准同型相界处，也可获得性能更好的样品；在BNT基陶瓷中加入可提高体系第二组元，可使材料在室温或者稍高温度时极化作用更明显，也可提高材料的相关性能。文献综述

以形成类似于PZT陶瓷中的三方、四方 MPB 为理论指导，目前被广泛研究的二元体系有 BNT-BT以及 BNT-BKT，因为室温下BNT 为三方相，而BT和BKT均为四方相，这为在上述两个二元体系中形成 MPB 提供了前提保证[26,27]。

Jo[28]利用原位同步衍射技术确定了在(1-x)BNT-xBT二元陶瓷中，当0。06≤ｘ≤0。11时，体系存在准同型相界；在此组分下，其空间群由R3m变为P4mm，当x＝0。07时获得了最大的压电系数d33≈100pC/N。当x＝0。07-0。10之间时，体系存在准同型相界；而当x＝0。07时，材料有最优压电性d33＝110pC/N。并且居里温度几乎不变。付鹏[29]等研究的 BNT-BT 体系陶瓷的压电常数d33达到了 150 pC/N 以上,而Chen[30]等在 BNT-BT 二元无铅陶瓷体系中获得的最高压电常数 d33则达到了176pC/N。

BNT-BKT 二元体系是由 Sasaki[31]等首先成功合成的，由于该体系在组成上与 PZT 极为形似，且同样存在三方-四方的准同型相界，因此一直是研究的热点。Zhang[32]等通过优化烧成温度，在BNT-BKT 二元体系中获得了较高的压电性能，其压电常数d33达到了192pC/N。近年来，一些新型的二元体系如BNT-NaNbO3(NN)，BNT-KNN，BNT-BiAlO3(BA)等也被研究，但性能并没有显著的突破。

（2） BNT多元复合体系

为了能够进一步的提高无铅压电陶瓷的性能，在BNT的二元复合体系中继续添加第三或第四组元从而形成了BNT多元复合体系，这也是现今无铅压电陶瓷的研究热点。就目前来说，BNT-BKT-BT是被研究最多的三元体系，Nagatah[33]研究了aBNT-bBT-cBKT体系时，发现a/b/c=85。2/2。8/12时存在准同型相界，其压电常数d33=191pC/N,Tc=301℃,k33=0。56，介电系数为1141。成钧[34]等同样以BNT-BKT为基添加BiMnO3，结果表明微量的BiMnO3不改变压电陶瓷的晶体结构但对性能改善较大。而Zuo[35]等在(NaKLi)1-x(BiNaBa)xNb1-xTixO3多元复合体系中获得了优异的压电性能,其压电常数 d33高达328pC/N。

刘冰[36]等采用固相法制备陶瓷粉体，于850℃下预烧，并在1180℃下烧结成陶瓷。然后对陶瓷的相结构进行分析，发现当未添加BT时，陶瓷的密度为5。52 g/cm3，d33为138 pC/N；随着BT含量的增加，陶瓷密度开始增加，当x=0。06时，陶瓷密度达到最大，为5。70 g/cm3，继续增加BT含量，陶瓷密度开始降低，而压电性能呈现先缓慢降低后又升高的趋势。当在0．02 mol处出现最小值132pC/N，在0。06 mol处出现最大值144pC/N，继续增加BT含量，d33开始下降。Kp随BT含量的不同变化趋势与d33比较相似，但是较之d33的变化趋势更为剧烈。在0。02 mol处出现最小值0。17，在0。06 mol处出现最大值0。23。

近年来BNT基陶瓷的掺杂改性报道也很多。除传统的利用Mn、La、Ce、Co、Cr等离子掺杂外，还有利用稀土元素离子和Ga、Fe、Mg、Nd等离子掺杂。这些微量离子的引入，一般不会改变BNT基无铅压电陶瓷的主相结构，却能在一定范围内提高材料的压电、介电性能。