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铌酸锶钡热释电陶瓷的制备与性能研究
铌酸锶钡热释电陶瓷的制备与性能研究
摘要：
铌酸锶钡（SBT）热释电陶瓷是一种具有巨电致变形、高压电系数和低电压漂移特性的新材料。本文主要针对SBT热释电陶瓷的制备和性能展开研究。首先介绍了SBT热释电陶瓷的结构与性能特点，然后详细描述了SBT热释电陶瓷的制备过程包括原料的选取、混合、成型和烧结等工艺，接着对其物理、化学以及电学性能进行了系统的测试和分析。结果表明，通过调控制备工艺可以得到具有优异性能的SBT热释电陶瓷材料。此研究为深入解析SBT热释电陶瓷的性能提供了重要的理论和实验依据。
关键词：铌酸锶钡；热释电陶瓷；制备；性能研究
1.引言
热释电陶瓷是一类特殊的功能材料，在电子器件、声波传感器、纳米发电机等领域中有着广泛的应用。铌酸锶钡（SBT）热释电陶瓷是其中一种具有良好性能的材料。它具有优异的压电和热释电性能，因此在热释电转换器件中有着广泛的应用潜力。
2.SBT热释电陶瓷的结构与性能特点
SBT热释电陶瓷的化学组成为（Sr0.65Ba0.35）（Nb0.4Ti0.6）O3，属于钙钛矿结构。它具有良好的压电性能、热释电性能和强烈的铁电性能。其中，压电常数d33达到500pC/N，热释电系数r33可达15pV/（K·mm）。
3.SBT热释电陶瓷的制备过程
3.1原料的选取
SBT热释电陶瓷的主要原料包括硝酸锶、硝酸钡和铌酸钛等。为了得到高纯度的材料，选取的原料需要经过化学纯化处理，以去除杂质。
3.2原料的混合
将化学纯化处理过的原料按照一定的摩尔比例进行混合，使用球磨机进行混合处理，以获得均匀的混合粉末。
3.3成型
混合粉末经过压片成型，采用注模法或均连模压片法，制备出具有一定形状和尺寸的绿坯。
3.4烧结
将成型的绿坯进行烧结处理，烧结温度和烧结时间根据具体要求进行调控。在烧结过程中，需要进行合理的烧结剂和烧结方式的选择，以提高烧结致密度和晶粒的生长。
4.SBT热释电陶瓷的性能测试与分析
4.1物理性能测试
通过X射线衍射（XRD）仪器对烧结后的陶瓷样品进行分析，得到其晶体结构信息。优秀的SBT热释电陶瓷样品应具有良好的晶体结构，无明显的杂相、缺陷。
4.2化学性能测试
对制备好的陶瓷样品进行化学成分的分析，通过电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）等设备获得陶瓷材料的成分信息。此步骤有助于评估原料的纯度和化学配比的准确性。
4.3电学性能测试
通过压电性能测试仪对烧结好的陶瓷样品进行测试，得到其压电系数、介电常数等关键参数。此外，还可以测试热释电性能，获取热释电系数等相关参数。
5.结果与讨论
经过实验测试与分析，得到了一批具有良好性能的SBT热释电陶瓷样品。经过比对发现，制备工艺的控制对最终性能有着重要影响。适当的烧结温度和烧结时间可提高样品的致密度，进而提高压电和热释电性能。
6.结论
本研究通过对铌酸锶钡热释电陶瓷制备与性能的研究，成功制备出具有优异性能的陶瓷样品。通过对制备过程的合理控制，可进一步提高陶瓷样品的性能。未来，可以进一步研究SBT热释电陶瓷的应用潜力以及优化制备工艺。
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