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铌酸盐基无铅压电陶瓷的制备与研究

郑凯  
【摘要】: 压电陶瓷材料是用途最广泛的一类压电材料,然而现今绝大多数的压电、铁电材料仍是含铅的,在材料制备及在高温烧结过程中挥发出来的氧化铅,对环境造成了污染,对人类产生了巨大的危害。因此研究开发无铅压电陶瓷势在必行。而铌酸盐基无铅压电陶瓷由于其优异的性能,被认为是最有希望取代铅基压电陶瓷的新型材料。 本文首先采用混合碱法制备K_(0.5)Na_(0.5)NbO3纳米级粉体,并对其相结构、显微结构进行研究。在保温72小时的情况下,形成的K_(0.5)Na_(0.5)NbO3样品,其棒状晶粒尺寸均一,晶界清晰。 本文采用传统无铅压电陶瓷制备方法制备了0.98KNN-0.02BNT-xST和0.98KNN-0.02BNT-xBT体系无铅压电陶瓷。研究了不同掺杂量的SrTiO3和BaTiO3对KNN-BNT无铅压电陶瓷的相结构、显微结构、密度和电学性能的影响。实验表明1080℃条件下制备的两种压电陶瓷样品均没有形成完全的钙钛矿结构,且随着掺杂量的增加,样品逐渐由四方相向正交相转变。当BT掺杂量x=0.05时,KNN-BNT+xBT无铅压电陶瓷样品达到各项性能的最佳值, d33=157 pC/N,tanδ=0.044,εr=571,kp=0.34,Qm=92。 为了进一步改善无铅压电陶瓷的性能降低其烧结温度,我们采用金属氧化物共掺杂和单氧化物掺杂进行研究。首先研究了不同CuO和MnO2掺杂量对KNN-BNT-BT压电陶瓷各项性能影响。发现掺杂后的样品主晶相为正交相,且有杂质相出现,并且由于晶粒之间出现液相,密度有所降低。发现在CuO和MnO2的量分别为x=1.5 mol%,y=1 mol%附近时,材料得到最佳性能。同时研究了烧结温度对它的影响。实验发现,晶粒随着烧结温度的提高而逐渐增大。在烧结温度为1040℃的条件下,得到了综合性能较好的压电陶瓷样品,d33=162 pC/N,εr =595,tanδ= 0.036,kp=0.35,Qm=168。其次研究了不同ZnO掺杂量对KNN-BNT-BT压电陶瓷各项性能影响。实验发现,掺杂的无铅压电陶瓷样品的主晶相为四方钙钛矿相,样品的密度整体上小于未掺杂的陶瓷样品。当掺杂量在1mol%附近时,材料获得最佳综合性能。同时研究了烧结温度对它的影响,发现在烧结温度为1020℃条件下,样品晶粒发育良好,晶界清晰,此时制备的样品达到最大致密度。最佳反应条件下制备的样品的综合电性能为:d33=138 pC/N,εr =493,tanδ= 0.042,kp=0.32,Qm=159。


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9 高峰;张昌松;王卫民;赵鸣;田长生;;(Na,K)_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3无铅压电陶瓷的结构与性能研究[J];材料工程;2006年10期
10 刘利华;江向平;江福兰;郑严艳;;(1-x)K_(0.44)Na_(0.52)Li_(0.04)Nb_(0.86)Ta_(0.10)Sb_(0.04)O_(3-x)SrTiO_3无铅压电陶瓷性能研究[J];稀有金属材料与工程;2008年S1期
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15 黄荣厦;周桃生;顾豪爽;彭绯;柴荔英;;直接反应烧结法制备(Bi_(0.5)Na_(0.5))_(1-x)Ba_xTiO_3系无铅压电陶瓷的性能研究[J];功能材料;2007年02期
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17 朱志斌;;BNT基无铅压电陶瓷材料的溶胶-凝胶法制备及电性能研究[J];现代技术陶瓷;2010年02期
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5 王矜奉;亓鹏;苏文斌;;高温(Na_(0.5)K_(0.5-x)Li_x)NbO_3无铅压电陶瓷性能研究[A];中国电子学会第十五届电子元件学术年会论文集[C];2008年
6 李召虎;杨祖培;魏灵灵;;钨青铜结构Sr_2K_(0.1)Na_(0.9)Nb_5O_(15)-xLiSbO_3无铅压电陶瓷的制备和电性能研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第6分册)[C];2010年
7 杜鹃;王矜奉;苏文斌;亓鹏;明保全;郑立梅;;低锂NKN基无铅压电陶瓷性能研究[A];中国电子学会第十五届电子元件学术年会论文集[C];2008年
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9 罗政军;周忠祥;;无铅压电陶瓷(K_(0.44)Na_(0.52)Li_(0.04))(Ta_(0.2)Nb_(0.8))-xCeO_2的制备和压电性能研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
10 张卫珂;尹衍升;张敏;谭训彦;;无铅压电陶瓷的开发及目前研究现状[A];《现代陶瓷科技进步与发展》学术研讨会论文集[C];2005年
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5 亓鹏;掺杂改性对铌酸盐无铅压电陶瓷材料性能的影响[D];山东大学;2008年
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1 郑凯;铌酸盐基无铅压电陶瓷的制备与研究[D];山东轻工业学院;2010年
2 王鹏飞;稀土掺杂铌酸钠钾基无铅压电陶瓷的结构和性能[D];哈尔滨工业大学;2010年
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10 徐敏;高性能无铅压电陶瓷的制备研究[D];上海师范大学;2012年
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1 邓秀红;东方钽业承担的国家“863”计划引导项目通过验收[N];中国有色金属报;2005年
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