鈮酸鉀鈉系無鉛壓電陶瓷粉體與薄膜的制備與研究.pdf

1、EDTA作為一種很好的螯合劑，通過輔助溶膠凝膠法近年來在磁性材料領(lǐng)域、微波介電陶瓷領(lǐng)域、發(fā)光材料領(lǐng)域和超導(dǎo)領(lǐng)域等應(yīng)用廣泛。本文首次采用EDTA輔助溶膠凝膠法制備(K,Na)NbO3無鉛壓電陶瓷粉體和薄膜。在溶膠的配置中加入EDTA，避免采用昂貴的NbCl5或醇鈮為原料，取而代之的是以更加常用且價格便宜的Nb2O5作為Nb源，以檸檬酸為螯合劑，乙二醇為酯化劑，促進(jìn)反應(yīng)物間的酯化反應(yīng)，并在Nb-檸檬酸溶液的制備過程中加入草酸銨，提高Nb的反

2、應(yīng)活性。系統(tǒng)研究了pH、EDTA、檸檬酸和乙二醇的加入量對KNbO3溶膠的穩(wěn)定性的影響。
　　首先采用EDTA輔助溶膠凝膠法制備了KNbO3納米粉體，顆粒尺寸小于100nm。并采用此方法制備了(K,Na)NbO3無鉛壓電陶瓷粉體，系統(tǒng)研究了K的補償和煅燒溫度對粉體的物相及形貌的影響，成功抑制了焦綠石相的生成。當(dāng)K過量20％時，K離子的揮發(fā)得到了最佳的補償，合成的粉體的結(jié)晶性較好，顆粒尺寸均勻，具有良好的燒結(jié)活性。此外，還對鈣鈦礦結(jié)

3、構(gòu)粉體形成機制進(jìn)行了討論。
　　利用該粉體進(jìn)行了(K,Na)NbO3陶瓷的燒結(jié)，探索了燒結(jié)溫度對所得陶瓷的物理性能、壓電和鐵電性能的影響，確定1100oC為該組分的最佳燒結(jié)溫度，得到陶瓷性能優(yōu)良，壓電常數(shù)d33為88pC/N，Pr和Ec分別為17.148μC/cm2和0.974kV/cm。與傳統(tǒng)固相法相比，EDTA輔助溶膠凝膠法制備的壓電陶瓷體內(nèi)氣孔率下降，晶界強度增強，出現(xiàn)穿晶斷裂，并且剩余極化強度有較明顯的提高。
　　采