无铅压电材料的制备及其性能研究的综述报告.docx

无铅压电材料的制备及其性能研究的综述报告
无铅压电材料的制备及其性能研究的综述报告
摘要：
无铅压电材料由于其无毒无害、稳定性好、压电性能优异等优点而备受关注。本文对无铅压电材料的制备及其性能研究进行了综述，包括无铅钛酸锆钡压电材料、无铅钛酸铅压电材料以及无铅钠钼酸钾压电材料等。
关键词：无铅；压电材料；制备；性能研究
1.简介
压电材料是一种具有压电效应的材料，可以将机械能转换为电能，而且还具有可逆性，能将电能转换为机械能。在现代电子技术、声学技术、传感器技术等领域得到了广泛应用。传统的压电材料通常都含有铅元素，而铅元素具有毒性，对环境和人类健康都有影响。所以国际上对含铅压电材料的使用限制越来越多，对无铅压电材料的研究也愈发重要。
无铅压电材料是一种兼具良好压电性能和环保特点的材料。因此，近年来无铅压电材料的研究得到了广泛关注。本文主要综述了无铅钛酸锆钡压电材料、无铅钛酸铅压电材料以及无铅钠钼酸钾压电材料等的制备和其性能研究。
2.无铅钛酸锆钡压电材料
无铅钛酸锆钡压电材料具有压电系数高、介电常数大等特点。该种材料的制备通常采用固相反应法或者溶胶凝胶法。潘士明等通过固相反应法制备出了Ba(Zr0.2Ti0.8)O3无铅块状压电陶瓷，实验表明该材料的压电系数达到将近200pC/N，介电常数为5500左右。王新海等使用溶胶凝胶法制备出(Na0.5Bi0.5)TiO3-BaZrO3无铅压电陶瓷，其压电系数达到280pC/N，介电常数为1200。在无铅钛酸锆钡压电材料的研究中，为了提高其电学性能，研究人员还在材料中引入了多种掺杂元素，如La、Sn、Ta等，取得了不错的实验效果。
3.无铅钛酸铅压电材料
无铅钛酸铅压电材料是一种优异的压电材料，它的压电性能常常要比含铅的压电材料还要好。高温固相法和溶胶-凝胶法是目前较为成熟的制备方法。达芙妮等使用高温固相法制备了BaTiO3-BiFeO3无铅压电陶瓷，实验表明该材料的压电系数达到60pC/N，介电常数为1100左右。张霞等则使用溶胶-凝胶法制备Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-(Na1/2Bi1/2)TiO3-Ba(Zn1/3Nb2/3)O3无铅压电陶瓷，该材料的压电系数达到200pC/N，介电常数达到6000。
4.无铅钠钼酸钾压电材料
无铅钠钼酸钾压电材料的压电性能较好，且烧结温度较低，可以在较低温度下烧结制备出压电陶瓷。常用的制备方法有物相反应法、溶胶-凝胶法等。周秋凉等使用物相反应法制备得到BaBi4Ti4O15无铅压电材料，实验表明烧结温度为700℃时，该材料的压电系数达到27pC/N，介电常数为1200，还具有良好的温度稳定性。郭莉等使用溶胶-凝胶法制备得到Li-nb4o11无铅压电材料，在800℃下烧结，其压电系数达到39pC/N，介电常数为300。
5.总结
无铅压电材料的制备及其性能研究已经有了不少进展，特别是钛酸铅无铅压电材料的研究。无铅压电材料具有良好的压电性能和环保特点，将来将有望广泛应用于传感器、换能器等领域。然而，目前国内的无铅压电材料的研究还比较少，需要在制备方法的改进和性能的提高等方面加强研究。