高温铋层钛酸铋钠压电陶瓷的复合改性研究的开题报告.docx

高温铋层钛酸铋钠压电陶瓷的复合改性研究的开题报告
摘要
本文研究了高温铋层钛酸铋钠压电陶瓷的复合改性，首先分析了目前压电陶瓷在高温条件下表现不佳的原因，然后介绍了铋层钛酸铋钠（Bi0.5Na0.5TiO3，BNT）压电陶瓷的基本性质和应用情况，阐述了其所存在的缺点，即低氧化钛度和低阻抗，同时说明了复合改性的意义和优点。接着介绍了常用的改性剂，包括钇（Y）、钛（Ti）和铝（Al）等，重点阐述了其对BNT压电陶瓷性能的影响。最后总结了这些研究的结果，并提出了未来的研究方向。
关键词：高温铋层钛酸铋钠压电陶瓷；复合改性；改性剂；性能影响；未来研究方向。
1.背景
随着现代电子和电器领域的不断发展，对于高温环境下的压电陶瓷的需求也越来越迫切。目前，压电陶瓷在微机电系统（MEMS）、传感器等领域应用广泛，然而在高温条件下表现不佳，这是由于常规压电陶瓷的氧化钛度低和阻抗大等问题所导致的。
2.研究对象
铋层钛酸铋钠（Bi0.5Na0.5TiO3，BNT）压电陶瓷是一种常用的压电陶瓷材料，具有优异的电学和机械性能，并已广泛应用于陶瓷压电传感器、驱动器、振荡器等领域。然而由于BNT材料的低氧化钛度和低阻抗等问题，所以需要对其进行改性。
3.复合改性的意义和优点
复合改性是指将多种改性剂同时添加到材料中，从而更细致地修改材料的结构、组成和性能，以及提高其应用性能。复合改性可以在不同的方面改善压电陶瓷性能，包括提高氧化钛度和降低阻抗等方面。
4.改性剂及其性能影响
（1）钇（Y）
添加少量的钇（Y）可以改善压电陶瓷的电学和机械性能。添加0.5mol%钇可以提高BNT材料的压电系数和阻抗，但是继续增加钇含量则会导致相转变和晶胞扭曲等现象，降低材料性能。
（2）钛（Ti）
适量的钛（Ti）可以提高BNT材料的氧化钛度和压电系数，在一定范围内钛元素的添加量增加，可以提高BNT压电陶瓷的压电系数和Curie温度，这是由于镁钛矿相和单斜相等结构存在的作用。
（3）铝（Al）
铝（Al）可以有效地提高BNT材料的氧化钛度和压电系数。添加铝元素可以增加压电陶瓷的晶格畸变和离子置换程度，从而导致氧化钛度增加和压电系数提高的效果。
5.研究总结和未来研究方向
通过分析和研究，可以知道钇、钛和铝等复合改性剂对BNT压电陶瓷性能的影响。未来的研究可以结合其他改性剂进行多方面研究，如无机氧化物、有机物、金属、碳纳米管等复合改性剂的研究，以及运用新的改性理念和手段进行改性的研究，最终实现高温环境下压电陶瓷的应用。