鈦酸鉍鋇壓電陶瓷的制備工藝研究.pdf

1、鉍層狀結(jié)構(gòu)陶瓷是目前最具應(yīng)用前景的無鉛壓電陶瓷體系之一，這種層狀結(jié)構(gòu)具有介電常數(shù)低、Curie溫度高、壓電性各向異性明顯、損耗小、耐疲勞、燒結(jié)溫度低等特點(diǎn)，在濾波器、能量轉(zhuǎn)換及高溫高頻領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。但由于其自發(fā)極化轉(zhuǎn)向受二維晶體結(jié)構(gòu)特性的限制，故壓電活性低。 為改善其壓電性能，已經(jīng)有人采用摻雜改性提高鈦酸鉍鋇(BaBi4Ti4O15)壓電陶瓷的性能，但在工藝改性方面研究甚少。本文通過模板晶粒定向技術(shù)(Templated

2、 grain growth, TGG)結(jié)合流延成型技術(shù)來提高其壓電性能。該技術(shù)是依賴于定向排布晶種在細(xì)小集體粉體中的反應(yīng)和優(yōu)先生長實(shí)現(xiàn)的，其關(guān)鍵是制備出片狀或棒狀中間化合物模板。熔鹽法(molten salt synthesis method, MSS)作為一種重要的粉體制備技術(shù)，可降低合成溫度、縮短反應(yīng)時(shí)間，同時(shí)還可以有效地控制晶粒尺寸和形狀。 本文采用固相法和熔鹽法(NaCl-KCl，Na2SO4-K2SO4為助熔劑)在85

3、0～1050℃合成了的BaBi4Ti4O15陶瓷粉體。XRD衍射分析表明，兩種方法均可以合成純的BaBi4Ti4O15陶瓷粉體，但熔鹽法合成的粉體在(00l)晶面實(shí)現(xiàn)了定向生長。SEM掃描分析表明，熔鹽法合成的粉體呈各向異性片狀結(jié)構(gòu)，以NaCl-KCl為助熔劑熔鹽法合成的片狀BaBi4Ti4O15粉體與采用Na2SO4-K2SO4為助熔劑相比較，晶粒尺寸增大，厚度減小，各向異性程度更加明顯。隨著溫度的升高，生長各向異性程度減小。當(dāng)鹽含量

4、與反應(yīng)物之比小于1時(shí)，晶粒尺寸隨鹽含量增大而增大，當(dāng)鹽含量繼續(xù)增大時(shí)，晶粒尺寸反而減小。 將熔鹽法制得的粉體燒結(jié)成瓷，測定其燒結(jié)性能、介電性能，并與傳統(tǒng)固相法制得的陶瓷相比較。結(jié)果表明：熔鹽法制備BaBi4Ti4O15陶瓷樣品與固相法相比(00l)晶面衍射峰明顯增強(qiáng)，表明出明顯的各向異性；且燒結(jié)溫度降低，介電損耗降低，但介電常數(shù)也降低。 用熔鹽法合成的粉體加入一些有機(jī)試劑配成流延成型的漿料，采用流延成型工藝制備出一定定向