兩種鈮酸鹽無(wú)鉛壓電陶瓷的制備和物性研究.pdf

1、由于鉛對(duì)人體和環(huán)境的危害性，鉛含量很高的傳統(tǒng)的鉛基壓電陶瓷的應(yīng)用受到極大挑戰(zhàn)。因此，發(fā)展無(wú)鉛系環(huán)境協(xié)調(diào)性壓電陶瓷成為一項(xiàng)緊迫且具有重大實(shí)用意義的課題。本論文利用傳統(tǒng)固相反應(yīng)法制備了(KxNa1-x)1-yLiyNbO3和Sr2-xCaxNaNb5O15(分別簡(jiǎn)寫(xiě)為KNLN和SCNN)兩種體系的無(wú)鉛壓電陶瓷，系統(tǒng)地研究了其微觀形貌、結(jié)晶結(jié)構(gòu)、介電和壓電等方面的物理性質(zhì)。 (K,Na)NbO3基陶瓷(KNN)以其優(yōu)異的壓電性能成為目

2、前無(wú)鉛壓電陶瓷材料的研究熱點(diǎn)。近年對(duì)KNN基壓電陶瓷的研究，主要集中在這兩個(gè)方面： (1)探索具有更優(yōu)異壓電性能的KNN基陶瓷組分；(2)研究引起KNN基陶瓷呈現(xiàn)優(yōu)異壓電性能的物理機(jī)制，如準(zhǔn)同型相界、晶體結(jié)構(gòu)相變等。 本論文中關(guān)于(KxNa1-x)1-yLiyNbO3體系壓電陶瓷的研究側(cè)重于對(duì)晶體結(jié)構(gòu)隨組分變化的規(guī)律性和晶體結(jié)構(gòu)相變對(duì)壓電性能的影響方面。對(duì)于(k0.50Na0.50)1-yLiyNbO3(y=0-0.08)壓電陶

3、瓷的研究，證實(shí)了文獻(xiàn)報(bào)道的晶體結(jié)構(gòu)和壓電性能隨組分變化的結(jié)果。對(duì)于(KxNa1-x)0.94Li0.06NbO3(x=0.30-0.70)壓電陶瓷的研究，發(fā)現(xiàn)了晶體結(jié)構(gòu)隨著組分x變化發(fā)生正交-四方-正交的變化，相界分別位于x=0.40和x=0.60處。在所研究的(KxNa1-x)1-yLiyNbO3陶瓷體系中，兩種組分分別為(k0.50Na0.50)0.935Li0.065NbO3和(K0.45Na0.55)0.94Li0.06NbO3

4、的陶瓷樣品呈現(xiàn)出比較優(yōu)異的壓電性能(d33＞200pC/N，kp＞45％)。由介電溫譜測(cè)量得到的這兩種組分的陶瓷樣品的正交一四方晶體結(jié)構(gòu)相變溫度分別為27℃和35℃。推測(cè)它們的良好壓電性能應(yīng)與在室溫附近發(fā)生的正交.四方相變有著密切的關(guān)聯(lián)性。 本論文中制備的鎢青銅結(jié)構(gòu)Sr2-xCaxNaNb5O15(x=0-0.15)無(wú)鉛壓電陶瓷的d33為70pC/N左右，室溫介電常數(shù)大于1400，室溫介電損耗小于1％，相對(duì)密度大于92％。當(dāng)Ca