原始粉全微觀形貌對(duì)NBT陶瓷顯微結(jié)構(gòu)及壓電性能的影響研究.pdf

1、在目前眾多的無(wú)鉛壓電陶瓷體系中，鈦酸鉍鈉Na0.5Bi0.5TiO3(簡(jiǎn)稱NBT)陶瓷的研究與應(yīng)用倍受人們的重視。作為一類A位離子復(fù)合取代的鈣鈦礦型鐵電體，NBT基陶瓷具有良好的溫度穩(wěn)定性、優(yōu)異的壓電鐵電性、較高的頻率常數(shù)、較小的介電系數(shù)等諸多優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最有希望替代傳統(tǒng)鉛基壓電陶瓷的綠色陶瓷材料之一。然而，NBT陶瓷矯頑場(chǎng)高使得材料難以極化也是眾所周知的。國(guó)內(nèi)外的研究人員主要通過A、B位復(fù)合取代改性和改進(jìn)制備工藝兩方面來改善NBT陶

2、瓷的性能。在制備工藝中水熱法由于其合成條件溫和，產(chǎn)物微觀形貌規(guī)整且容易控制，產(chǎn)物純度高等諸多優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用在粉體的制備中。
　　 本文通過水熱法，分別采用四氯化鈦(TiCl4)、五水硝酸鉍(Bi(NO3)3·5H2O)作為鈦源、鉍源，以氫氧化鈉(NaOH)作為鈉源和礦化劑，成功制備了不同微觀形貌的Na0.5Bi0.5TiO3粉體。研究了NaOH濃度(2M～18M)、水熱溫度(160℃～200℃)以及水熱時(shí)間(0.5h～72h)對(duì)

3、NBT粉體微觀形貌的影響；在水熱法成功制備出的不同微觀形貌的NBT粉體基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討了粉體微觀形貌對(duì)NBT陶瓷材料顯微結(jié)構(gòu)及壓電性能的影響。
　　 不同微觀形貌Na0.5Bi0.5TiO3粉體的制備研究結(jié)果表明：NaOH濃度是影響NBT粉體微觀形貌的主要因素，NaOH低于8M時(shí)，產(chǎn)物結(jié)晶度較低，粉體微觀形貌為微球形；NaOH為12M、14M時(shí)，粉體微觀形貌表現(xiàn)為微立方顆粒團(tuán)聚體與納米線混合型；NaOH為18M時(shí)，粉體微觀形貌

4、則以納米立方顆粒團(tuán)聚體為主。當(dāng)NaOH濃度固定在14M時(shí)，水熱溫度和水熱時(shí)間主要影響粉體顆粒結(jié)晶程度，對(duì)粉體的微觀形貌影響不明顯。對(duì)不同微觀形貌的原始粉體所制備的NBT陶瓷的分析研究結(jié)果表明：原始粉體的微觀形貌對(duì)NBT陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)和壓電性能均有明顯影響，微觀形貌為微球形的NBT陶瓷粉體表現(xiàn)出相對(duì)較好的燒結(jié)性能，有利于制備致密度相對(duì)較好的細(xì)晶NBT陶瓷；微球線混合型的NBT粉體因其線形大晶粒的誘導(dǎo)作用而使得NBT陶瓷形成超大晶粒多晶結(jié)構(gòu)