压电陶瓷晶粒取向生长技术的研究进展

doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00001

无机材料学报

• 综述 • 下一篇

压电陶瓷晶粒取向生长技术的研究进展

杜红亮¹, 张孟², 苏晓磊¹, 周万城¹, 裴志斌², 屈绍波³

1. 西北工业大学凝固技术国家重点实验室, 西安 710072; 2. 空军工程大学理学院, 西安 710051; 3. 西安交通大学电子陶瓷与器件教育部重点实验室, 西安 710049

收稿日期:2007-01-25 修回日期:2007-05-16 出版日期:2008-01-20 网络出版日期:2008-01-20

Developments of Grain Oriented Growth Techniques of Piezoelectric Ceramics

DU Hong-Liang¹, ZHANG Meng², SU Xiao-Lei¹, ZHOU Wan-Cheng¹, PEI Zhi-Bin², QU Shao-Bo³

1. State Key Laboratory of Solidification Processing, Northwestern
Polytechnical University, Xi’an 710072, China; 2. The College of Science, Air Force
Engineering University, Xi’an 710051, China; 3. Electronic Materials Research Laboratory, Key Laboratory of Educational Ministry, Xi’an Jiaotong University,
Xi’an 710049, China

Received:2007-01-25 Revised:2007-05-16 Published:2008-01-20 Online:2008-01-20

摘要/Abstract

摘要： 由于取向生长技术可以显著地提高压电陶瓷的性能, 并且不会降低材料的居里温度, 故压电陶瓷的晶粒取向生长技术已成为研究的热点. 本文分别从定向凝固技术、多层晶粒生长技术、模板晶粒生长技术和反应模板晶粒生长技术等四个方面,归纳和分析了近年来压电陶瓷晶粒取向生长技术的研究进展,并对压电陶瓷晶粒取向生长技术今后的研究和发展提出一些建议.

关键词: 压电陶瓷, 取向生长, 取向度, 织构陶瓷

Abstract: The grain orientation techniques of piezoelectric ceramics have attracted considerable attention because the grain oriented piezoelectric ceramics possess higher piezoelectric properties than polycrystalline ceramics and have the same Curie temperature as polycrystalline ceramics. In this paper, the research progress and trend of grain orientation techniques of piezoelectric ceramics are summarized with emphases on directional solidification technology, multilayer grain growth technique, templated grain growth and reactive templated grain growth technique. The future for the developments of grain orientation techniques of piezoelectric ceramics are also proposed.

Key words: piezoelectric ceramics, oriented growth, degree of orientation, texured ceramics

中图分类号:

TM282

杜红亮,张孟,苏晓磊,周万城,裴志斌,屈绍波. 压电陶瓷晶粒取向生长技术的研究进展[J]. 无机材料学报, DOI: 10.3724/SP.J.1077.2008.00001.

DU Hong-Liang,ZHANG Meng,SU Xiao-Lei,ZHOU Wan-Cheng,PEI Zhi-Bin,QU Shao-Bo. Developments of Grain Oriented Growth Techniques of Piezoelectric Ceramics[J]. Journal of Inorganic Materials, DOI: 10.3724/SP.J.1077.2008.00001.

参考文献

[1] Uchino K. Ferroelectric Devices, London and New York: Marcel Dekker Inc, 2000. [2] Jaffe B, Cook W R, Jaffe H. Piezoelectric Ceramics, New York: Academic Press, 1971. [3] Park S E, Shrout T R. J. Appl. Phys., 1997, 82 (4): 1804--1811.
[4] Service R E. Science, 1997, 275 (3): 1878--1878.
[5] 张孝文, 陈克丕(ZHANG Xiao-Wen, et al). 无机材料学报(Journal of Inorganic Materials), 2002, 17 (3): 385--391.
[6] 孙士文, 潘晓明, 李东林, 等(SUN Shi-Wen, et al). 无机材料学报(Journal of Inorganic Materials), 2004, 19 (3): 541--545.
[7] 王评初, 孙士文, 潘晓明, 等(WANG Ping-Chu, et al) 无机材料学报(Journal of Inorganic Materials), 2004, 19 (5): 1195--1198.
[8] Messing G L, Trolier-Mckinstry S, Sabolsky E M, et al. Critical Reviews in Solid State and Materials Science, 2004, 29 (2): 45--96.
[9] Kimura T. J. Ceram. Soc. Jpn., 2006, 114 (1): 15--25.
[10] Neurgaonkar R R, Oliver J R, Cory W K, et al. Ferroelectrics, 1994, 160 (2): 265--267.
[11] Zhao L L, Gao F, Zhang C S, et al. Journal of Crystal Growth, 2005, 276 (3-4): 446--452.
[12] Saito Y, Hisaaki T, Tani T, et al. Nature, 2004, 432 (11): 84--87.
[13] Tani T, Kimura T. Advances in Applied Ceramics, 2006, 105 (1): 55--63. [14] Lotgering F K. J. Inorg. Nucl. Chem., 1959, 9 (1): 113--115.
[15] 张孝文. 硅酸盐学报, 1983, 11 (2): 141--148.
[16] Sun S W, Pan X M, Wang P C. Appl. Phys. Lett., 2004, 84 (4): 574--576.
[17] Sabolsky E M, James A R, Kwon S, et al. Appl. Phys. Lett., 2001, 78 (17): 2551--2553.
[18] Kelly J, Leonard M, Tantigate C, et al. J. Am. Ceram. Soc., 1997, 80 (4): 957--959.
[19] Viehland D, Li J F, Amin A. J. Appl. Phys., 2002, 92 (12): 3985.
[20] 李永祥, 杨群保, 曾江涛, 等. 四川大学学报, 2005, 48 (2): 230--235.
[21] 曾江涛, 李永祥, 杨群保, 等. 电子材料与元件, 2004, 23 (11): 66--70.
[22] Jing X Z, Li Y X, Yang Q B, et al. Ceramics International, 2004, 30 (7): 1889--1893.
[23] Jing X Z, Li Y X, Yang Q B, et al. Journal of the European Ceramic Society, 2005, 25 (12): 2727--2730.
[24] Sabolsky E M, Trolier-Mckinstry S, Messing G L, et al. J. Appl. Phys., 2003, 93 (7): 4072--4080.
[25] Yilmaz H, Messing G L, Trolier-McKinstry S. Journal of Electroceramics, 2003, 11 (3): 207--215.
[26] Yilmaz H, Trolier-McKinstry S, Messing G L. Journal of Electroceramics, 2003, 11 (3): 217--226.
[27] Suvaci E, Oh K S, Messing G L, et al. Acta Materialia, 2001, 49 (11): 2075--2081.
[28] Suvaci E, Messing G L. J. Am. Ceram. Soc., 2000, 83 (8): 2041--2048.
[29] Seabaugh M M, Messing G L, Vaudin M D. J. Am. Ceram. Soc., 2000, 83 (12): 3109--3116.
[30] Kimura T, Sakuma Y, Murata M. Journal of the European Ceramic Society, 2005, 25 (12): 2227--2230.
[31] Kimura T, Miura Y, Fuse K. Int. J. Appl. Ceram. Technol., 2005, 2 (1): 15--23.
[32] Sugawara T, Nomura Y, Kimura T, et al. J. Ceram. Soc. Jpn., 2001, 109 (10): 897--900.
[33] Muramatsu H, Kimura T. Journal of Electroceramics, 2004, 13 (1-3): 531--535.
[34] Tani T. J. Korean Phys. Soc., 1998, 32 (S2): 1217--1220.
[35] Seno Y, Tani T. Ferroelectrics, 1999, 224 (1-4): 793--800.
[36] Tani T. J. Ceram. Soc. Jpn., 2006, 114 (5): 363--370.
[37] Takeuchi T, Tani T, Saito Y. Jpn. J. Appl. Phys., 1999, 38 (9B): 5553--5556.
[38] Tani T, Itahara H, Xia C T, et al. Journal of Materials Chemistry, 2003, 13 (8): 1865--1867.
[39] Kimura T, Takahashi T, Tani T, et al. J. Am. Ceram. Soc., 2004, 87 (8): 1424--1429.
[40] Cross E. Nature, 2004, 432 (11): 24--25.

压电陶瓷晶粒取向生长技术的研究进展

Developments of Grain Oriented Growth Techniques of Piezoelectric Ceramics

PDF (PC)

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	黄建锋, 梁瑞虹, 周志勇. W/Cr共掺杂对CaBi₂Nb₂O₉陶瓷晶体结构及电学性能的影响[J]. 无机材料学报, 2024, 39(8): 887-894.
[2]	彭萍, 谭礼涛. CuO掺杂(Ba,Ca)(Ti,Sn)O₃陶瓷的结构与压电性能[J]. 无机材料学报, 2024, 39(10): 1100-1106.
[3]	邹凯, 张文斌, 关胜, 孙海轶, 彭凯伦, 邹家杰, 李学红, 王成, 冷雨欣, 梁瑞虹, 周志勇. 压电式高温液滴喷射元件研制[J]. 无机材料学报, 2023, 38(8): 987-988.
[4]	南博, 臧佳栋, 陆文龙, 杨廷旺, 张升伟, 张海波. 增材制造压电陶瓷研究进展[J]. 无机材料学报, 2022, 37(6): 585-595.
[5]	田俊亭, 李晓兵, 丁伟艳, 聂生东, 梁柱. 软模板法制备高频超声换能器用1-3复合压电材料[J]. 无机材料学报, 2022, 37(5): 507-512.
[6]	王新健, 朱逸璇, 张鹏, 杨文龙, 王挺, 郇宇. (Ba_0.85Ca_0.15)(Ti_0.9Zr_0.1-_xSn_x)O₃无铅压电陶瓷的相结构与压电性能[J]. 无机材料学报, 2022, 37(5): 513-519.
[7]	刘凯, 孙策, 史玉升, 胡佳明, 张庆庆, 孙云飞, 章嵩, 涂溶, 闫春泽, 陈张伟, 黄尚宇, 孙华君. 增材制造压电陶瓷的现状与展望[J]. 无机材料学报, 2022, 37(3): 278-288.
[8]	焦志翔, 贾帆豪, 王永晨, 陈建国, 任伟, 程晋荣. 基于机器学习的BiFeO₃-PbTiO₃-BaTiO₃固溶体居里温度预测[J]. 无机材料学报, 2022, 37(12): 1321-1328.
[9]	胡浩, 江向平, 陈超, 聂鑫, 黄枭坤, 苏春阳. Ce ³⁺掺杂Na_0.5Bi_8.5Ti₇O₂₇铋层状陶瓷的结构与电性能研究[J]. 无机材料学报, 2019, 34(9): 997-1003.
[10]	苏春阳, 江向平, 陈超, 胡浩, 刘芳, 郑来奇. 0.94Na_1/2Bi_1/2TiO₃-0.06BaTiO₃:TiO₂无铅复合陶瓷的结构及退极化温度研究[J]. 无机材料学报, 2019, 34(10): 1085-1090.
[11]	周志勇, 陈涛, 董显林. 超高居里温度钙钛矿层状结构压电陶瓷研究进展[J]. 无机材料学报, 2018, 33(3): 251-258.
[12]	夏标军, 周志勇, 董显林. 过量Nb₂O₅对偏铌酸铅压电陶瓷烧结性能和电学性能的影响[J]. 无机材料学报, 2018, 33(11): 1248-1252.
[13]	孙丹丹, 张家良, 武燕庆, 张仲秋, 刘大康. 原料预处理对BaTiO₃压电陶瓷的物性影响[J]. 无机材料学报, 2017, 32(6): 615-620.
[14]	龙佩青, 刘希涛, 易志国. 制备工艺对(Ba_0.85Ca_0.15)(Ti_0.9Zr_0.1)O₃无铅压电陶瓷结构与性能的影响[J]. 无机材料学报, 2017, 32(3): 299-304.
[15]	刘颖, 赖发春, 黄志高, 沈东全, 龙西法. 新型铁电固溶体铌镥酸铅-铌镁酸铅-钛酸铅的制备与表征[J]. 无机材料学报, 2014, 29(9): 912-916.