鈣鈦礦鈮酸鹽陶瓷介電性能研究.pdf

1、鈣鈦礦鈮酸鹽材料是一類具有獨(dú)特晶體結(jié)構(gòu)的陶瓷氧化物,其分子通式為ABO3。由于其優(yōu)異的介電、壓電及鐵電性能,特別是經(jīng)摻雜后形成的晶體缺陷結(jié)構(gòu),被廣泛應(yīng)用在固體電介質(zhì)、傳感器、電阻器和替代貴金屬的各個領(lǐng)域,是材料、化學(xué)和物理領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。近年來,復(fù)合鈣鈦礦鈮酸鹽K0.5Na0.5NbO3(KNN)和BaFe0.5Nb0.5O3(BFN)基的陶瓷分別成為壓電和巨介電領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。因此,鈣鈦礦鈮酸鹽無鉛陶瓷被認(rèn)為是很有希望作為實用型的壓電

2、、介電的新型材料。
　　本文采用固相反應(yīng)技術(shù)制備出了不同燒結(jié)助劑下的K0.5Na0.5Nb1-xVxO3-0.01CuO(KNNV-x)、(1-x)K0.5Na0.5NbO3-xSrMnO3(KNN-xSM)和K0.5Na0.5Nb1-xCuxO3(1-x/2)(KNNC-x)無鉛壓電陶瓷體系,研究了不同摻雜量的V2O5、SrMnO3或CuO對KNN陶瓷的相結(jié)構(gòu)、顯微結(jié)構(gòu)、燒結(jié)溫度和電性能的影響。實驗結(jié)果表明當(dāng)V2O5的摻雜量從2

3、mol％增加到16mol%,陶瓷的壓電常數(shù)從36pC/N提高到78pC/N,而剩余極化強(qiáng)度(Pr)從9.7μC/cm2降到1.98μC/cm2。當(dāng)摻雜4mol%SrMnO3時,剩余極化強(qiáng)度最大值達(dá)到20μC/cm2,當(dāng)摻雜量從4mol%增加到8mol%時KNN陶瓷從正常的鐵電相變轉(zhuǎn)化為彌散相變;CuO摻雜的KNN陶瓷陶瓷均獲得了飽和的電滯回線,壓電常數(shù)(d33)從87pC/N提高到115pC/N,當(dāng)摻雜CuO的量為1%mol時陶瓷的Pr

4、可以達(dá)到20μC/cm2,并且出現(xiàn)了明顯的反鐵電現(xiàn)象。
　　同時本文通過兩步法的固相反應(yīng)技術(shù)制備了單相的(1-x)BaFe0.5Nb0.5O3-xBi0.5Na0.5TiO3(BFN-xBNT)和(1-x)BaFe0.5Nb0.5O3-xBiYbO3(BFN-xBY)陶瓷,并且研究了陶瓷的相結(jié)構(gòu)、介電性能及介電弛豫的導(dǎo)電機(jī)制。摻雜BNT或BY后的BFN陶瓷出現(xiàn)了另外一個明顯的弛豫峰,并且隨著摻雜量的增加弛豫峰向低溫移動。頻率1MH