鈮酸鈉鉀基壓電陶瓷的制備與改性研究.pdf

1、采用溶膠-凝膠法研究了鈮酸鈉鉀基壓電陶瓷體的制備工藝條件，制備了純(K0.5Na0.5)NbO3(簡寫為 KNN)壓電陶瓷，以及改性元素鉍、鐵(簡寫為 BF)摻雜的(K0.5Na0.5)1-xNb1-xO3-xBF(簡寫為KNN-xBF)壓電陶瓷。燒結(jié)溫度為1100℃，保溫時間為2h時，制備的 KNN-0.008BF陶瓷的壓電常數(shù) d33為136pC/N，為正交鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)較為致密，晶粒尺寸較為均勻，結(jié)晶程度較為完善。
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2、酸鈉鉀基壓電陶瓷在燒結(jié)過程中堿金屬元素鈉、鉀極易揮發(fā)，導(dǎo)致陶瓷的化學(xué)計量發(fā)生偏移，影響陶瓷的結(jié)構(gòu)性能。摻加過量堿金屬元素 Na和 K，制備(K0.496Na0.496)Nb0.992O3-0.008BF-xNa(簡寫為 KNN-BF-xNa)、和(K0.496Na0.496)Nb0.992O3-0.008BF-yK(簡寫為 KNN-BF-yK)壓電陶瓷。堿金屬元素鈉的過量摻量為0.03時，陶瓷獲得較為優(yōu)異的結(jié)構(gòu)性能，其壓電常數(shù) d33為

3、149pC/N，機電耦合系數(shù) Kp為0.41，介電常數(shù)εr為641，介質(zhì)損耗 tanδ為0.06。同時陶瓷為單一的正交鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，結(jié)晶較為完善，晶體顆粒較為均勻，致密度較好。
　　在堿金屬元素鈉的過量摻量為0.03的基礎(chǔ)上摻加燒結(jié)助劑 CuO，制備不同燒結(jié)助劑摻量下的(K0.496Na0.496)Nb0.992O3-0.008BF-0.03Na(簡稱 KNN-BF-Na)壓電陶瓷。在摻量為0.010時，晶粒發(fā)育比較完善，顆粒的均勻

4、性、致密度均較好，為單一的正交鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，其壓電常數(shù)電常數(shù) d33為128pC/N，機電耦合系數(shù) Kp為0.37，介電常數(shù)εr為625，介質(zhì)損耗tanδ為0.08，具有較好的電學(xué)性能。
　　設(shè)計了三因素三水平的正交實驗，觀察燒結(jié)溫度、Li摻量、燒結(jié)助劑 CuO摻量的影響規(guī)律。制備了九組不同堿金屬元素 Li和燒結(jié)助劑 CuO摻量下的(K0.5Na0.5)0.992-xNb0.992O3-0.008BF(簡稱 KNN-BF)壓電陶瓷，