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BNBKT压电陶瓷制备及压电性能研究

李洪辉  
【摘要】: 压电陶瓷是一种可实现机械能与电能相互转换的功能材料。传统的压电陶瓷以含铅化合物为基质,在陶瓷制备过程中存在着铅挥发,不仅使陶瓷的化学计量比偏离,还会对环境造成污染,随着人们对环境保护和可持续发展意识的逐渐提高,非铅基压电陶瓷成为一个主要的研究方向。 本课题选择(1-m-n)Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3-mK_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3-nBaTiO_3(BNBKT)体系为研究对象,通过溶胶–凝胶法成功制备了BNBKT陶瓷粉体,研究了前驱体溶液的pH值和温度以及干凝胶的煅烧温度对溶胶、凝胶的形成以及粉体的晶体结构与颗粒形态的影响。并对陶瓷制备工艺进行了系统研究,分析了BNBKT体系陶瓷的结构、极化行为与压电性能的关系。研究结果表明,随着烧结温度的升高,陶瓷的介电常数先升高再减小。BNBKT陶瓷的压电常数在烧结温度为1130℃时,达到最大值d33为150×10~(-12)C/N。材料的最佳极化温度应为80℃,极化电压应为4kV/mm,极化时间为30分钟。


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