铋层状结构无铅压电陶瓷.docx

铋层状结构无铅压电陶瓷的研究进展
ResearchprogressesinBismuthLayerStructureLead-freePiezoelectricCeramics
材料科学与工程090417号刘帅

摘要:铋层状结构无铅压电陶瓷具有优良的铁电性能,适合应用于高温、高频领域以及疲劳特性好的铁电存储器领域.本文介绍了铋层状压电材料的结构特点,综述了铋层压电材料的改性研究;着重综述了铋层状结构压电陶瓷材料的掺杂改性研究进展,并对存在的问题和解决方法进行了分析,为制备出高性能的铋层状结构无铅压电陶瓷材料提供一定的参考价值,经过改性的材料可能应用在铁电显示器中。
Abstact:Bismuthlayerstructurelead-freepiezoelectricceramicswithexcellentperformanceofiron,suitableforhightemperature,highfrequencydomainandfatiguepropertygoodferroelectricmemoryfield.Thispaperintroducedthebismuthlayerthestructurecharacteristicsofpiezoelectricmaterialswerereviewed,andthebismuthlayerofthemodifiedpiezoelectricmaterialsresearch;Reviewedemphaticallybismuthlayerstructureofpiezoelectricceramicmaterialsdopedmodification,wasreviewedandtheexistingproblems,andthesolvingmethodisanalyzed,thepreparationofhighperformanceforthebismuthlayerstructurelead-freepiezoelectricmaterialstoprovidecertainreferencevalue,bymodificationmaterialmayapplicationinferroelectricdisplay.
关键词:陶瓷;显示器;无铅压电陶瓷,铋层状结构;掺杂改性
Keywords:ceramics;Display;Lead-freepiezoelectricceramic,bismuthlayerstructure;Dopingmodification

前言:
压电陶瓷是一种能够实现机械能和电能相互转换的功能陶瓷材料。与压电单晶材料相比，具有机电耦合系数高，压电性能可调节性好，化学性质稳定，易于制备且能制得各种形状、尺寸和任意极化方向的产品，价格低廉等优点，被广泛应用于卫星广播、电子设备、生物以及航空航天等高新技术领域.
铋层状结构材料是一种铁电材料,铁电材料具有光电效应、非线性光学效应、反常光生伏打效应、光折变效应等,利用这些效应广泛应用于多功能器件、集成器件及机敏器件等[1];同时由于其居里温度高而受到重视,它可以用于高温压电方面的应用;且铋层状材料疲劳特性好,漏电流小,因而特别适合于高温、高频场合使用,在铁电存储器领域有广泛的应用前景;也很适合用于非挥发随机存储器的记忆材料[1]及适用于铁电显示器、声光显示器、组页器等显示方面的应用[2,3].近年来压电陶瓷显示器由于具有视角宽、易于实现阶调、亮度高等优点而受到研究者的重视[4].这些应用都需要尽可能好的压电性能和优良的介电性能.但是铋层状结构无铅压电材料的压电性能还不太理想,因此国内外研究工作者从工艺和配方的角度对其进理想,因此国内外研究工作者从工艺和配方的角度对其进行了广泛的研究,取得了令人鼓舞的结果,大大提高了铋层状结构无铅压电材料的压电性能,但还存在一定的问题,有待进一步改善.本文介绍了铋层状压电材料的结构特点,综述了铋层状压电陶瓷材料的改性研究;着重综述了国内外有关铋层状结构压电陶瓷材料的掺杂改性研究进展,并对存在的问题和解决方法进行了分析,对于从事制备高性能的铋层状结构无铅压电陶瓷材料的研究者有一定的参考价值.
一、铋层状材料的结构特点
铋层状结构化合物是由二维的钙钛矿和(Bi2O2)2+层按一定规则共生排列而成.它的化学通式为(Bi2O2)2+(Am-1BmO3m+1)2-,其中,A为B3+、Pb2+、Ba2+、Sr2+、Ca2+、Na+、K+、La3+、Y3+、U3+、Th4+等适合12配位的+1、+2、+3、+4价离子或由它们组成的复合离子,B为Co3+、Cr3+、Zr4+、Ti4+、Nb5+、Ta5+、W6+、Mo6+等适合于八面体配位的离子或由它们组成的复合离