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《上海师范大学》 2011年
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过量钠的铌酸钾钠无铅压电陶瓷的结构和性能的研究

刘永勤  
【摘要】:压电陶瓷材料是一类极为重要的功能材料,在人类的日常生活中应用极为广泛。目前,全球在大量使用的压电陶瓷材料仍是含铅陶瓷,其中含铅量大约为60%左右。由于铅的易挥发性,对人类的日常生活和生产造成了极大的污染。随着环保意识的日益增强,无铅压电陶瓷的研究备受关注。铌酸钾钠是一种具有应用潜力的无铅压电陶瓷材料,被广泛应用于高频超声器件的换能器方面。铌酸钾钠是反铁电体NaNbO_3和铁电体KNbO_3的二元系固溶体陶瓷,这种固溶体Na与K的比例可以在任何范围内连续变化,晶格仍为钙钛矿结构。 本文选取铌酸钾钠陶瓷体系,通过掺杂Bi、Fe、Ta元素,采用传统固相方法制备了铌酸钾钠陶瓷NKN( Na/K比例为0.535/0.48和0.525/0.49)的体系,利用X射线衍射表征了材料的物相结构,通过SEM观察到掺杂Fe、Bi对晶粒形貌有明显的影响,在该体系中,微观形貌的改善对于介电损耗的降低起到了有益的作用;并对Na/K比例为0.535/0.48的NKN体系掺杂少量的Ta也进行了深入讨论。 结果显示少量Bi_2O_3·Fe_2O_3的添加有助于NKN陶瓷样品的烧结,在Na/K比例为0.535:0.48时,烧结后的样品基本上为钙钛矿结构,晶粒呈现块状,介电损耗先减小后增大,电导率随含量的增多呈现增大趋势;红外光谱图可看出M-O键吸收峰先减小后增大;Bi~(3+)和Fe~(3+)对紫外光谱的吸收有一定的影响,在本文中,也对它们之间的机制进行了讨论。 本文讨论了影响铁电材料介电性质和电导性质的因素,为今后制备较低介电损耗、介电常数以及体电导率的铁电陶瓷材料提供了参考。并且,还利用红外吸收光谱和紫外-可见光谱进行了光谱学研究,对光谱吸收、电导特性、介电损耗及其相互之间的内在关系进行了分析和讨论。
【学位授予单位】:上海师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TM282

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【参考文献】
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