王海圣

（厦门乃尔电子有限公司，厦门，361000）

1 前言

近年来，随着航空航天、原子能技术、汽车电子、冶金与石油化工等工业的迅猛发展，迫切需要能够在500℃乃至更高温度下对振动、压力及噪声等进行监测的传感器［1～3］。压电式加速度传感器因具有动态范围大、频率范围宽（3～20000Hz）、坚固耐用、受外界干扰小以及压电材料受力产生电荷信号不需要任何外界电源等特点，是应用最为广泛的振动传感器［4］。而压电陶瓷作为压电加速度传感器的关键核心敏感元件，其性能影响到加速度传感器的使用［5］。因此为保证压电陶瓷在高温环境下正常工作而不失效，对压电材料的高温压电物性提出了更高的要求。

Na0.5Bi2.5Nb2O9（NBN）结构符合铋层状结构（BLSFs）化合物的通式（Bi2O2）2+（Am-1BmO3m+1）2-（m=2），居里温度为788℃、d33为16pC/N，该材料很适合在高温环境下使用，但是较低的压电常数（d33）限制了其应用。为提高其压电常数及改善其它性能，使其能更好地满足应用需求，研究人员通过对其A位或B位取代、形成固溶体等方式获得了一系列具有高居里温度和高压电活性的压电陶瓷材料。如，利用碱金属元素Li和稀土元素Ln（Ln=Ce，Nd，La）部分取代A位的（Na，Bi），将NBN的d33分别提高到了31pC/N、29pC/N和25pC/N，居里温度都保持在700℃以上［6］；通过W对NBN中B位的Nb进行部分取代，将材料的d33提高到了21.8pC/N，居里温度在700℃以上［7］。同时用（Li，Ce）和W对NBN进行A位和B位取代，将NBN的d33提高到了26.1pC/N，居里温度为771℃［8］。（NaBi）x（LiCe）y□zBi2Nb2O9（x、y和z皆为0～0.5间的一个值）是一种经过复合改性及引入空位的NBN基压电陶瓷［9］，本文以传统的固相合成法制备了该体系的压电陶瓷，同时研究了压电常数的经时稳定性、室温～530℃时压电常数的温度稳定性、装配成压缩式加速度传感器的扫频特性和温度漂移等特性。……