水熱輔助法制備鈮酸鉀鈉系無鉛壓電陶瓷及改性研究.pdf

1、近年來，具有較高居里溫度及較好的壓電性能的(K0.5Na0.5)NbO3(KNN)系無鉛壓電陶瓷被認(rèn)為是最具有發(fā)展前景的無鉛壓電材料之一。本論文以水熱法制備了KNbO3，NaNbO3，BiFeO3(BF)，LiTaO3(LT)粉體，結(jié)合傳統(tǒng)固相燒結(jié)工藝制備了(1-x)KNN-xBF，(1-x)KNN-xLT與(1-x)(0.94KNN-0.06LT)-xBF等系列無鉛壓電陶瓷，運(yùn)用XRD，SEM及介電溫譜測(cè)試等測(cè)試分析手段對(duì)陶瓷樣品物相

2、結(jié)構(gòu)變化，微觀結(jié)構(gòu)與電學(xué)性能之間的關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　(1)水熱法合成純相的KNbO3，NaNbO3，LiTaO3粉體以及含有少量Bi2O3的BiFeO3粉體，其中NaNbO3粉體與KNbO3粉體均為正交相鈣鈦礦結(jié)構(gòu);BiFeO3粉體域LiTaO3粉體均為沿著[111]伸長(zhǎng)的菱面體結(jié)構(gòu)。
　　(2)水熱輔助法制備(1-x)KNN-xBF系列陶瓷。室溫下樣品為單一的正交相鈣鈦礦結(jié)構(gòu);適量的BF摻雜可以有效地促進(jìn)陶瓷晶粒的

3、發(fā)育，提高陶瓷樣品的致密度。0.992KNN-x0.008BF陶瓷的壓電常數(shù)d33，平面機(jī)電耦合系數(shù)Kp，機(jī)械品質(zhì)因子Qm及居里溫度Tc分別為120pC/N，37％，11.74及420.6℃。
　　(3)水熱輔助法制備(1-x)KNN-xLT系列陶瓷。室溫下，隨著LT摻雜量的增加，樣品內(nèi)部發(fā)生正交-四方相變現(xiàn)象;0.94KNN-0.06LT陶瓷樣品內(nèi)部出現(xiàn)多晶型相界(PPB)，陶瓷的壓電性能:d33=187pC/N，kp=37.3

4、％,Tc≈461.8℃,Pr=19.85μC/cm2。
　　(4)水熱輔助法制備(1-x)(0.94KNN-0.06LT)-xBF系列陶瓷。室溫下，陶瓷樣品為單一的四方相鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。隨著燒結(jié)溫度的升高，0.996(0.94KNN-0.06LT)-0.004BF陶瓷樣品內(nèi)部晶粒發(fā)育逐漸完整，Bi2O3雜質(zhì)逐漸消失，同時(shí)樣品四方相結(jié)構(gòu)逐漸減弱;當(dāng)燒結(jié)溫度為1060℃時(shí)，陶瓷的壓電性能d33、Kp及分別達(dá)到107pC/N、23.99％，