环境保护越来越受到人们的重视,开发环保、无毒、无污染、无铅的环境功能材料已成必然趋势。压电材料是一类重要的、国际竞争极为激烈的高技术新材料。在信息、激光、导航和生物等高技术领域应用广泛。目前,全球在大量使用的压电陶瓷材料仍是传统的含铅压电陶瓷,其中铅元素在组分中含量高达60%以上,由于铅的易挥发性,在生产、制备、使用及废弃处理中都会对环境造成极大的污染。铅中毒造成的危害极大,尤其是对儿童的智力造成很大损伤。随着环保意识的日益深入,国际上正积极通过法律、法规、政府指令等形式对含铅的电子产品加以禁止。目前,由于无铅的压电陶瓷从整体性能上还无法替代传统含铅压电陶瓷,它的实际应用就主要集中在某个单项性能的应用。本文就针对中频滤波器使用的压电材料,对其进行无铅化改性研究。 钛酸钡材料是最早开发的压电陶瓷之一,多年来,改性钛酸钡一直在推陈出新,性能不断的在变化。而且,它也是一个优秀无铅体系。为了提高陶瓷成分的均匀性,得到精细的陶瓷结构,本文采用溶胶-凝胶法合成了钛酸钡纳米粉体;但是由于纳米粉体的的团聚,其烧结一直令人头痛的问题,本文就从纳米钛酸钡的烧结行为入手,利用人工神经网络工具,对纳米钛酸钡的烧结工艺进行了优化。得到了添加剂、烧结助剂的量、烧结温度、保温时间等工艺参数对最终陶瓷结构的影响规律。 钛酸铋钠基压电陶瓷近几年来一直被认为是最有可能替代含铅材料的一类压电材料。其掺杂改性是材料学家研究的热点。本文在前人的基础上,对压电性最强的准同型相界附近的钛酸铋钠-钛酸钡固溶体进行了掺杂改型研究。 压电材料的时间稳定性和温度稳定性影响着滤波器的频率漂移,为了提高材料的老化性能和降低材料的矫顽场使之易于极化,我们在钛酸铋钠-钛酸钡体系中掺入了不同量的硝酸铈（Ce（NO₃）₃）,研究了不同的烧结温度和保温时间下的介电和压电性能,并研究了时间稳定性和温度稳定性。高价态大半径离子的引入会引起钠离子空位以及晶格畸变,降低矫顽场。但是实验中却发现三价铈的引入会促进钠的大量挥发,从而产生焦绿石相Bi₂Ti₂O₇,当掺杂量超过0.3 mol%后,介电性能降低很多,而且矫顽场仍然很大,难以极化。掺杂量少于0.25 mol%的陶瓷具有较好的介电行为以及很好的时间稳定性。掺杂量在0.5 mol%的时候,材