BiScO3-PbTiO3高温压电陶瓷的制备和压电性能研究文献综述

文 献 综 述

摘要：

高温压电（1-x）BiScO₃-xPbTiO₃陶瓷。在（x=0.62,0.63,0.64和0.65）附近制备了准同型相界。 一个用于研究极化的稳定性在从200℃到460℃的温度范围内的热取消实验。该结果表明，菱形相样品当温度高于300℃时开始取样，同时取样具有四方相显示出良好的耐热性达到440℃，接近居里温度

关键词：高温压电（1-x）BiScO₃-xPbTiO₃陶瓷，热取消实验，铁电陶瓷，居里温度

1.引言

随着我国航空航天、油气勘探、医疗系统等高新技术的迅速发展，对能够在高温环境下稳定工作的压电功能器件及其关键材料—压电陶瓷提出了迫切需求。

项目针对钙钛矿、钨青铜和铋层状结构三类最重要的压电陶瓷在高温应用中急需突破的共性技术难题，开展了组成设计新方法研究和制备技术创新，成功研制出了具有自主知识产权的系列高性能压电陶瓷，取得了一系列发明创造和创新成果。项目获授权中国发明专利9项，申请中国发明专利9项。发表SCI论文33篇，建立企业标准3项。项目总体达到国际先进、国内领先水平。成果已被中石油、中海油、美国通用电气和哈里伯顿能源公司等知名企业以及中航工业集团、航天科技集团等单位成功应用于航空航天、油气勘探、医疗系统等高技术领域，极大的推动了我国测井仪器、医疗设备等高端装备的自主创新和航空航天事业的发展，打破了国外对高端装备及其关键部件的垄断和技术壁垒，产生了巨大的社会和经济效益。

1.1(1-x)BiScO₃-xPbTiO₃压电陶瓷的热稳定性高温传感器简介及发展现状

该材料目前正在开发用于极端温度的压电传感器应用。这些设备可能会应用与程序太空探索，电动飞机，石油和地热钻井工具和汽车智能刹车。许多这些应用程序要求工作温度高于300℃。传统的基于Pb（Zr_xTi_1-x）O3的压电材料（PZT）在360°C（PZT5A）附近显示TC，具有压电系数d₃₃约为370pC / N。但是，这些材料由于极化的丧失，只能在200℃以下使用.

近年来，在铋基钙钛矿体系Bi（Me）O₃-PbTiO₃（Me=Sc³ ，In³ ，Yb³ 等）发现拥有高得多的居里温度的（1-x）BiScO₃-xPbTiO₃系统。居里温度在450℃左右并且在MPB组合物附近具有优异的压电性能，这使得这种材料成为耐高温的有希望的候选者。传感器应用铁电陶瓷的压电性受到限制，由与一个微观的极化诱导，存在强大的外部电场。极化的压电陶瓷经常由于温度低于居里温度，热极化不稳定，开始失去它们的压电性能。

铁电体的热解析，确定其应用的温度上限作为压电元件，是非常有限的（1le;x）的热解行为的信息BiScO₃-xPbTiO₃材料。这项工作的目的是进行调查，系统地研究了极化的热稳定性（1-x）BiScO₃-xPbTiO_3。其组成接近MPB。物料以不同的相位结构被制造出来，研究了热解行为。最终的目标是找到高温压电传感器的最佳组成应用。

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