織構(gòu)化鈮酸鋇鈉陶瓷的制備.pdf

1、無鉛壓電材料在航空、航天、核能、石化、冶金等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，其中單晶性能優(yōu)異，但制備困難、成本高；而陶瓷中不同方向的電性能呈現(xiàn)出明顯的各向異性，使沿各晶軸方向上的優(yōu)異性能相抵消。近年來一些研究表明，采用模板晶粒生長技術(shù)能夠制備出具有織構(gòu)化顯微結(jié)構(gòu)的陶瓷，其性能大大提高。 本課題選擇Ba2NaNb5O15為研究對(duì)象，首先研究了不同前驅(qū)體粉料和籽晶加入在熔融NaCl中合成Ba2NaNb5O15模板晶粒的機(jī)理。結(jié)果表明，BaC

2、O3+Nb2O5混合物先以Nb2O5為核心形成BaNb2O6，而后熔融NaCl中的Na+離子取代BaNb2O6中的Ba2+離子形成Ba2NaNb5O15晶粒。由于其自身結(jié)構(gòu)的各向異性以及熔鹽對(duì)各個(gè)晶面的潤濕作用不同，低于1050℃時(shí)，形成的Ba2NaNb5O15晶粒長度方向生長速率明顯快于直徑方向；而后，直徑方向生長速率則快于長度方向，在1100℃煅燒4h合成了長度4～14um，長徑比1.5～7.5的長柱狀晶粒。籽晶加入后并不影響B(tài)a2

3、NaNb5O15晶粒的形成過程，但對(duì)其長大過程有影響。采用BaNb2O6粉和Ba2NaNb5O15粉為前驅(qū)體粉料在熔融NaCl中煅燒也能得到單相Ba2NaNb5O15，但后者煅燒產(chǎn)物中除了柱狀晶粒外，還有一定量的小圓顆粒存在。 在織構(gòu)化Ba2NaNb5O15的制備過程中，發(fā)現(xiàn)，BaNb2O6和NaNbO3反應(yīng)生成Ba2NaNb5O15的過程先于陶瓷的致密化過程，且對(duì)致密化過程未有影響；V2O5的含量對(duì)反應(yīng)燒結(jié)Ba2NaNb5O1

4、5陶瓷致密化過程有影響，當(dāng)V2O5的含量高于0.5wt％會(huì)促進(jìn)低溫下陶瓷的致密化；模板晶粒的添加降低了高于1200℃燒結(jié)得到的陶瓷密度，且在相同的燒結(jié)工藝下，陶瓷密度隨著模板晶粒尺寸的增大、含量的升高而降低；在模板晶粒生長技術(shù)制備織構(gòu)化Ba2NaNb5O15陶瓷的燒結(jié)過程中，大的模板晶粒有選擇地消耗基體顆粒，形成織構(gòu)化的顯微結(jié)構(gòu)，其取向率隨著燒結(jié)溫度的升高而升高、隨著模板晶粒尺寸的增加而降低。欲得到高取向率的材料，所使用的模板晶粒不僅要