堿金屬鈮鉭銻酸鹽無鉛壓電陶瓷的制備和性能表征

《堿金屬鈮鉭銻酸鹽無鉛壓電陶瓷的制備和性能表征》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。

1、堿金屬鈮鉭銻酸鹽無鉛壓電陶瓷的制備和性能表征摘要Sb、Ta、Li改性鈮酸鉀鈉體系是當今無鉛壓電陶瓷領(lǐng)域的研究熱點。Sb的電負性比Nb的強，可以增強鈮酸鉀鈉體系的共價性，提高其壓電性能。因此，本課題把Sb含量固定在較高值(6m01％)，考慮到燒結(jié)過程中Na比K更容易揮發(fā)，因此使Na比K稍微過量，在組分(Nao．52K0．48)(Nbo．96Sbo．04)03的基礎(chǔ)上，加入等摩爾量的Li和Ta來形成準同型相晃，以期獲得優(yōu)良性能。然后優(yōu)化燒結(jié)工藝，并研究CuO摻雜對基體材料性能的影響。本實驗研究范圍內(nèi)，Li

2、+，Ta5+、Sb5十與鈮酸鉀鈉完全均一固溶。鉭酸鋰的加入改善體系的燒結(jié)性能，而粒度分布不均勻：增加鉭酸鋰含量，材料的室溫相結(jié)構(gòu)由正交相向四方相轉(zhuǎn)變，在0．035

3、燒結(jié)制度對樣品性能有重要影響。燒結(jié)溫度低，保溫時間短，起始組分中Na過量，導(dǎo)致晶粒異常長大。增加燒結(jié)溫度，延長保溫時間，晶粒生長發(fā)育完善，致密度增加，到1100oC達到最大值；繼續(xù)增加燒結(jié)溫度和保溫時間，堿金屬揮發(fā)加劇，致密度降低。同時，堿金屬揮發(fā)導(dǎo)致樣品的To．。向低溫方向移動，氧空位增加，居里溫度T。小幅增加，矯頑場E。增大，進而影響樣品的電性能。實驗發(fā)現(xiàn)，在1100oC保溫3h燒結(jié)的樣品的綜合性能最好。實驗中摻雜的(O．1．5)m01％CuO能與基體相完全固溶。CuO的摻雜降低體系的燒結(jié)溫度：摻

4、雜lm01％CuO并在1020oC燒結(jié)的樣品，其密度與1100oC燒結(jié)的未摻雜樣品的密度相當。CuO的摻雜小幅降低e／a值，弱化體系的四方性，進而影響其鐵電性：摻雜量為(0．0．5)m01％，Cu2+進行A位取代，降低矯頑場E。，減小e／a值，弱化四方性，剩余極化P，降低；摻雜量為(O．5．1．5)m01％，Cuz十進行B位取代，增加矯頑場Ec，剩余極化P，則由于晶粒發(fā)育更完善而有所增加。摻雜少量氧化銅(O．125m01％)可以提高材料的壓電性能，使d33、kp值增大，Qm值減?。粨诫s量超過O．5m0

5、1％，d33、k。值降低，Qm值升高。關(guān)鍵詞：堿金屬鈮酸鹽；鈣鈦礦結(jié)構(gòu)：準同型相界；燒結(jié)制度：CuO摻雜；鐵電性；壓電性；介電性ThePreparationandPerformanceCharacterizationof(Sb，Ta，Li)ModifiedAlkaliMetal—ContainingNiobate—BasedPiezoceramicsABSTRACTSb，TaandLimodifiedsodium—potassiumniobatesystemhasbeenaresearchfocusi

6、nthelead—freepiezoelectricceramicsfieldnowadays．BecausetheelectronegativityofSbishigherthanthatofNb，itcanstrengthenthecovalencyofthesystem，improvethepiezoelectricperformances，andthustheamountofSbisfixedatahighvalueinthisthesis(6m01％)．Consideringthatvola

7、tilizationofNaismoreseriousthanthatofKinthesinteringprocess，theamountofNaisusedslightlymorethanthatofK．Onthebasisofthiscomposition，(Na0．52K0．48)(Nbo．96Sb0．04)03，LiandTainequalmolarratioareaddedtoformanmorphotropicphaseboundary(MPB)inthehopeofimprovedper

8、formances：Then，thesinteringprocessisoptimized，andtheinfluenceofCuO—dopingontheperformancesisinvestigated．CompleteandhomogeneoussolidsolutionscanformbetweenLi+，Ta+，Sb十ionsandsodium-potassiumniobatewithinthestudiedscope．Theaddition