織構化鈮酸鋇鈉陶瓷的制備.pdf

1、無鉛壓電材料在航空、航天、核能、石化、冶金等領域有著廣泛的應用前景，其中單晶性能優(yōu)異，但制備困難、成本高；而陶瓷中不同方向的電性能呈現(xiàn)出明顯的各向異性，使沿各晶軸方向上的優(yōu)異性能相抵消。近年來一些研究表明，采用模板晶粒生長技術能夠制備出具有織構化顯微結構的陶瓷，其性能大大提高。 本課題選擇Ba2NaNb5O15為研究對象，首先研究了不同前驅體粉料和籽晶加入在熔融NaCl中合成Ba2NaNb5O15模板晶粒的機理。結果表明，BaC

2、O3+Nb2O5混合物先以Nb2O5為核心形成BaNb2O6，而后熔融NaCl中的Na+離子取代BaNb2O6中的Ba2+離子形成Ba2NaNb5O15晶粒。由于其自身結構的各向異性以及熔鹽對各個晶面的潤濕作用不同，低于1050℃時，形成的Ba2NaNb5O15晶粒長度方向生長速率明顯快于直徑方向；而后，直徑方向生長速率則快于長度方向，在1100℃煅燒4h合成了長度4～14um，長徑比1.5～7.5的長柱狀晶粒。籽晶加入后并不影響B(tài)a2

3、NaNb5O15晶粒的形成過程，但對其長大過程有影響。采用BaNb2O6粉和Ba2NaNb5O15粉為前驅體粉料在熔融NaCl中煅燒也能得到單相Ba2NaNb5O15，但后者煅燒產物中除了柱狀晶粒外，還有一定量的小圓顆粒存在。 在織構化Ba2NaNb5O15的制備過程中，發(fā)現(xiàn)，BaNb2O6和NaNbO3反應生成Ba2NaNb5O15的過程先于陶瓷的致密化過程，且對致密化過程未有影響；V2O5的含量對反應燒結Ba2NaNb5O1

4、5陶瓷致密化過程有影響，當V2O5的含量高于0.5wt％會促進低溫下陶瓷的致密化；模板晶粒的添加降低了高于1200℃燒結得到的陶瓷密度，且在相同的燒結工藝下，陶瓷密度隨著模板晶粒尺寸的增大、含量的升高而降低；在模板晶粒生長技術制備織構化Ba2NaNb5O15陶瓷的燒結過程中，大的模板晶粒有選擇地消耗基體顆粒，形成織構化的顯微結構，其取向率隨著燒結溫度的升高而升高、隨著模板晶粒尺寸的增加而降低。欲得到高取向率的材料，所使用的模板晶粒不僅要