水熱合成鈮酸鉀鈉基壓電粉體的研究.pdf

1、采用水熱法在較低的反應(yīng)溫度下分別成功合成了KNbO3，NaNbO3，NaTaO3，(K，Na)NbO3和Na(Nb，Ta)O3等純凈的鈣鈦礦粉體。采用X射線衍射儀(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)研究了反應(yīng)參數(shù)對(duì)產(chǎn)物粉體的物相結(jié)構(gòu)和微觀形貌的影響。
　　對(duì)于在200℃下合成KNbO3的情況，當(dāng)堿濃度較低7.5 mol/L時(shí)，水熱反應(yīng)不完全，制備的KNbO3粉體中殘留有大量的水合鈮酸鹽;而堿濃度的增加有利于得到純凈的KNbO3粉體

2、，且堿濃度對(duì)合成粉體的形貌具有重要影響。當(dāng)反應(yīng)溫度提高到210℃時(shí)，既使采用7.5 mol/L的堿濃度，也可以制備出純凈的KNbO3粉體;同時(shí)，采用與此相同的反應(yīng)條件制備了純凈的NaNbO3粉體;并以這兩種粉體為原料制備了K0.5Na0.5NbO3無(wú)鉛壓電陶瓷。該壓電陶瓷在1040-1100℃燒結(jié)時(shí)，展現(xiàn)出較優(yōu)的結(jié)構(gòu)和性能，且隨燒結(jié)溫度的增加，結(jié)構(gòu)和性能均有所改善。當(dāng)燒結(jié)溫度為1100℃時(shí)，壓電陶瓷的密度為4.38g/cm3，d33為1

3、10.8(pc/n)，介電常數(shù)為420。
　　開展了以NaOH和KOH混合溶液與Nb2O5反應(yīng)制備(K,Na)NbO3粉體的研究。并在反應(yīng)溶液中添加了十二烷基苯磺酸鈉和十二烷基硫酸鈉兩種表面活性劑。結(jié)果表明，在表面活性劑的影響下，可以制備出片狀的水合鈮酸鹽，且反應(yīng)溫度對(duì)水合鈮酸鹽的形貌有一定的影響。這些水合鈮酸鹽經(jīng)450℃煅燒一小時(shí)后可以轉(zhuǎn)變?yōu)榧兿嗟拟}鈦礦型(K,Na)NbO3粉體，說(shuō)明通過(guò)水熱合成+煅燒處理的方法，能夠合成片狀的

4、壓電模板。并以該合成粉體為原材料，制備了具有均勻的層狀結(jié)構(gòu)的多孔壓電陶瓷。
　　為了提高鈮酸鉀鈉壓電陶瓷的性能，采用水熱方法在140℃下成功合成了可用于摻雜的NaTaO3粉體。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)堿液濃度為0.6 mol/L時(shí)，合成純凈的正交相NaTaO3粉體需要21小時(shí)，而當(dāng)堿液濃度提高至0.75 mol/L時(shí)，合成這種純凈相只需要12小時(shí)的反應(yīng)時(shí)間。
　　開展了以NaOH溶液與Nb2O5和Ta2O5混合物反應(yīng)制備NaNb1-