鉭鈮酸鉀摻雜工藝及相關(guān)性能的研究.pdf

1、鉭鈮酸鉀（KTN）材料具有非凡的電光效應(yīng)和熱釋電效應(yīng)，作為一種無鉛的堿金屬鈮酸鹽備受鐵電壓電材料研究領(lǐng)域的關(guān)注，但KTN材料的電導(dǎo)率及漏電流較高，難于極化和器件化，使其實(shí)用性受到限制。本課題納米粉體摻雜改性，旨在解決電導(dǎo)率和漏電流較高的問題，將為KTN材料的實(shí)用化提供一條新的途徑。本文采用水熱合成技術(shù)對KTN進(jìn)行和摻雜改性研究，成功的制備出和 兩種摻雜體系納米粉體，并在富氧條件下制備出摻雜體系陶瓷樣品，同時系統(tǒng)的研究了摻雜離子及摻雜量對

2、晶體結(jié)構(gòu)和性能的影響規(guī)律。 采用XRD衍射和Raman測試對摻雜體系晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，結(jié)果表明，我們得到高純的四方相的KTN納米粉體；取代KTN鈣鈦礦中離子的位置，實(shí)現(xiàn)了A位，B位取代；晶格常數(shù)，晶格畸變度和晶粒大小與摻雜量有較大關(guān)系，這主要由于取代離子與原離子的半徑差異引起的。 運(yùn)用精密數(shù)字電橋，可調(diào)直流電和Agilent39470A數(shù)據(jù)采集儀等測量儀器對KTN摻雜體系陶瓷樣品的介電性，導(dǎo)電性及漏電流特性進(jìn)行測量和分析

3、。實(shí)驗(yàn)表明，不同的測試頻率及摻雜量對KTN陶瓷的介電常數(shù)，介電損耗，電導(dǎo)率有較大影響。在頻率為1KHZ下，離子摻雜量為0.04mol的KTN陶瓷的介電常數(shù)最大，分別為純KTN陶瓷的2倍和5倍；離子摻雜量分別為0.05mol，0.06mol時均使電導(dǎo)率下降一倍；兩種摻雜離子都可以有效的降低KTN陶瓷的漏電流，離子的摻雜量分別為0.04mol，0.08mol時，KTN陶瓷的漏電流最小。摻雜對KTN陶瓷電性能的影響主要是由晶格畸變及雜質(zhì)離子帶