BNT基无铅压电陶瓷的制备工艺与掺杂改性的研究的任务书.docx

BNT基无铅压电陶瓷的制备工艺与掺杂改性的研究的任务书
任务书
一、题目
BNT基无铅压电陶瓷的制备工艺与掺杂改性的研究
二、任务背景
钛酸钡钡钛矿(BT)系列压电陶瓷，如PZT、PNZT等，一直是压电陶瓷领域主要的研究对象，但由于其含有有毒的铅元素，而被列为环保限制物品，限制了其在实际应用中的推广和应用。因此，研究无铅压电陶瓷的制备工艺具有重要的科学意义和实际应用价值。
在无铅压电陶瓷中，BNT(Bi0.5Na0.5TiO3)系列传统无铅压电陶瓷是目前发展最为迅速的一类，它不仅具有良好的压电性能，而且具有良好的耐热性、稳定性和机械强度等方面的优良特性。但是，相对于PZT系列陶瓷，BNT系列陶瓷的压电常数低、压电稳定性差等缺点，限制了其进一步的应用。
掺杂改性是提高BNT系列压电陶瓷性能的有效途径，掺杂元素可以通过改变晶体结构、优化微观结构等影响因素来影响材料的电学性能。因此，结合无铅BNT基压电陶瓷的优良特性和掺杂改性技术，有必要对其制备工艺和掺杂改性进行深入研究。
三、研究内容
1、无铅BNT基压电陶瓷的制备工艺研究
（1）BNT陶瓷制备工艺研究。采用不同的制备工艺，如溶胶-凝胶法、水热法、高能球磨法等，对BNT粉末制备工艺进行研究，探究不同工艺条件对BNT粉末制备的影响。
（2）BNT基压电陶瓷制备工艺研究。以BNT粉末为基础，采用压制-烧结工艺制备BNT基压电陶瓷，比较不同条件下烧结温度、保温时间等对陶瓷性能的影响。
2、无铅BNT基压电陶瓷的掺杂改性研究
（1）掺杂元素的筛选和添加。在BNT基压电陶瓷中加入不同掺杂元素，筛选掺杂元素并确定最佳的掺杂配比。
（2）掺杂元素对BNT基压电陶瓷性能的影响。通过电学性能测试，了解掺杂元素对BNT基压电陶瓷的压电常数、介电常数及电滞回线等性能的影响。
（3）掺杂元素对BNT基压电陶瓷微观结构的影响。通过XRD、SEM、TEM等测试，探究掺杂元素对BNT基压电陶瓷晶体结构和微观结构的影响。
四、研究意义
1、研究无铅BNT基压电陶瓷的制备工艺和掺杂改性技术，将对BNT系列压电陶瓷的性能提高和应用推广具有重要的科学意义和实际应用价值。
2、通过研究掺杂元素对BNT系列压电陶瓷性能的影响，可以为设计新的制备方法和性能定制提供科学依据。
3、通过研究无铅BNT基压电陶瓷制备工艺和掺杂改性技术，可以为实现压电材料制备的低成本、大规模生产提供技术支持。
五、研究方法和手段
1、BNT陶瓷制备，采用溶胶-凝胶法、水热法、高能球磨法等方法对BNT粉末制备工艺进行研究。
2、BNT基压电陶瓷制备，采用不同条件下的烧结工艺进行制备。
3、BNT基压电陶瓷掺杂改性，采用传统固相反应法对掺杂元素进行添加，并对添加后的陶瓷材料进行电学和结构性能测试。
4、采用XRD、SEM、TEM等手段对BNT基压电陶瓷的微观结构进行测试和分析。
六、进度安排
本研究计划3年，第一年主要对BNT压电陶瓷的制备工艺进行研究；第二年在此基础上进行掺杂改性的研究；第三年对研究结果进行总结和撰写论文。
第一年：BNT陶瓷制备工艺研究
第二年：无铅BNT基压电陶瓷的掺杂改性研究
第三年：研究结果总结和论文撰写
七、预期结果与成果形式
1、建立无铅BNT基压电陶瓷的制备工艺和掺杂改性技术。
2、揭示掺杂元素对BNT基压电陶瓷性能和微观结构的影响机理。
3、在国际上通过论文、会议报告等形式公开发表研究成果。
4、取得专利，为企业进行生产提供技术支持。
以上为本项目的任务书，如有需要，可以根据实际情况进行调整。