鈮酸鈉鉀基無鉛壓電陶瓷的改性研究.pdf

1、為了保護我們賴以生存的環(huán)境和更好的參與國際競爭，無鉛壓電陶瓷材料的研究和開發(fā)具有重大社會意義和經濟意義。作為一類重要的環(huán)境友好性的壓電陶瓷材料，(K0.5Na0.5)NbO3是取代鉛基壓電陶瓷材料重點考慮的材料體系之一。本文以(K0.5Na0.5)NbO3為基，系統(tǒng)研究了ZnO摻雜和BiScO3復合對(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷材料結構和性能的影響。在合成具有擇優(yōu)取向型的NaNbO3模板材料基礎上，制備了具有一定取向性的織構型(K

2、0.5Na0.5)NbO3陶瓷，探討了織構工藝對進一步提高K0.5Na0.5NbO3陶瓷壓電性能的作用。 ⑴加入ZnO不改變相結構，陶瓷樣品都呈現(xiàn)正交相結構。隨著ZnO含量的增加，陶瓷密度增加。當加入1mol％ZnO時，陶瓷性能達到最佳，壓電常數(shù)d33達到110pC/N，機電耦合系數(shù)kp達到35％。 ⑵在ZnO對(K0.5Na0.5)NbO3無鉛壓電陶瓷改性的基礎上，以合成好的片狀NaNbO3作為模板，采用流延工藝制備了

3、(K0.5Na0.5)NbO3織構陶瓷。研究了織構陶瓷的顯微結構和電學性能。結果發(fā)現(xiàn)，與非織構陶瓷相比，織構陶瓷晶粒沿模板方向生長，具有擇優(yōu)取向，并且晶粒也較大?？棙嬏沾蓧弘姵?shù)d33從110pC/N提高到135pC/N，機電耦合系數(shù)kp從35％提高到40％。 ⑶確定(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xBiScO3無鉛壓電陶瓷燒結最佳工藝。結果表明，當燒結制度確定在10℃/min的升溫速度，在1140℃燒結2小時條件下，

4、可以制備出性能相對優(yōu)良，致密度較高的(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xBiScO3無鉛壓電陶瓷材料；隨著BiScO3含量的增加，材料體系漸由正交相向四方相發(fā)生過渡。當BiScO3含量為1～2mol％時，存在正交相四方相共存。隨著BiScO3含量的增加，(K0.5Na0.5)NbO3-BiScO3陶瓷的居里溫度Tc有所降低，陶瓷表現(xiàn)出弛豫鐵電體的特征：介電峰逐漸寬化，弛豫程度增加。研究發(fā)現(xiàn)，BiScO3的加入促使(K0.5Na0