Na0.5K0.5NbO3无铅压电陶瓷放电等离子烧结的制备工艺

由于Na,K在高温下容易挥发,因而采用普通陶瓷烧结工艺难以得到致密的碱金属铌酸盐系陶瓷,只能通过热压烧结制备高密度的铌酸钾钠(NaNbO3-KNbO3)系无铅压电陶瓷.本研究采用放电等离子烧结(SparkPlasma Sintering,SPS)技术,通过配料、研磨混料、焙烧、SPS烧结、退火工艺后,制备出白色略带黄色的Na0.5K0.5NbO3压电陶瓷试样.在烧结过程中,没有观察到明显的碱挥发,试样密度随烧结温度的增加而增大,860℃以上温度烧结时,试样的密度达到4.22g/cm3(为理论密度的92%).采用分步极化方法对试样进行极化,即先在高温下用低电压极化,再在低温下用高电压极化,极化后样品的压电常数d33为37pC/N～49pC/N.     

(Na,K)NbO_3基无铅压电陶瓷的研究进展

本文主要综述近几年来国内外有关(Na,K)NbO3基无铅压电陶瓷体系的加压固相烧结技术、液相助烧致密化技术、掺杂改性、相结构调控以及相关机理研究方面的研究进展和动向,并展望该陶瓷体系在医疗超声换能器技术方面的应用前景。     

放电等离子烧结制备超高强度块体Al90Mn9Ce1合金

采用放电等离子烧结（spark plasma sintering）法在低压和低温（50MPa和400-500℃）条件下快速烧结制备出了含准晶强化相的块体Al90Mn9Ce1合金，其致密度大于98％，抗压强度超过1000MPa．与普通高强度铝合金相比，其强度约提高1倍．结果表明，在放电等离子烧结过程中，采用大电流、短时、低温的烧结条件可使快冷雾化法制备的原始合金粉末中的准晶强化相及其它细小强化相得以保存，而局域强放电等离子体可以分解或破碎铝合金粉末表面的氧化膜，使合金粉末颗粒间的结合强度增加，制备出的块体铝合金具有高的致密度和超高强度．     

铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的现状、机遇与挑战

近十年来, 铌酸钾钠(KNN)基无铅压电陶瓷一直是国内外的研究热点。基于笔者的研究工作, 本文从晶体结构、性能优化、制备工艺三个方面总结了KNN陶瓷的发展现状, 并进而尝试分析了该体系在未来发展中面临的机遇与挑战。     

无铅压电陶瓷的电学和力学性能(英文)

利用常规烧结方法制备出了多种A位离子掺杂的钛酸铋纳[(Bi1/2Na1/2)TiO3,BNT]无铅压电陶瓷。对BNT基陶瓷的电学性能和力学性能进行了研究。在(1-x)(Bi1/2Na1/2)0.900Ba0.088Sr0.012TiO3-x(Bi1/2K1/2)TiO3(x=0-0.14)陶瓷体系中,当x=0.10时,可获得最大压电常数(168 pC/N)。在1 kHz,这种陶瓷的介电常数、介电损耗和平面机电耦合系数分别为1 221,0.036 1和0.228 1。Curie温度随x的增加先增加,当x=0.12时,达到最高值(300℃),随后,当x值进一步增加,Curie温度降低。该种无铅压电陶瓷的Vickers硬度和断裂韧性分别为5.0 GPa和2.0 MPa.m1/2,均高于Pb(Zr,Ti)O3陶瓷。     

Ag^＋掺杂Na0．5K0．5NbO3无铅压电陶瓷的无压烧结及性能研究

铅基压电陶瓷在制备、使用及废弃处理过程中都会造成环境污染，随着环保意识的增强，无铅压电陶瓷必将逐步替代铅基压电陶瓷。Na0．5K0．5NbO3是一种很有潜力的无铅压电陶瓷，掺杂各种元素提升Na0．5K0．5NbO3陶瓷的压电性能成为当今研究热点之一。本研究以Ag2O、Na2CO3、K2CO3、Nb2O5为原料，经750℃焙烧分别合成了Na0．5K0.5NbO3和AgNbO3粉料，再经配料、混料与成型，在1060℃埋粉烧结，制备出Ag^＋掺杂的Na0.5K0．5NbO3无铅压电陶瓷（xAgNbO3-（1-x）Na0.5K0．5NbO3，ANKN），并在较宽成分范围内（Ag^＋含量，x=0-50at％）系统研究了Ag^＋掺杂对ANKN陶瓷性能的影响。XRD结果表明，ANKN陶瓷的主相为钙钛矿型结构，当x〉16at％，开始出现K5-75Nb10．85O30杂相，随着Ag掺杂量的增加，杂相的衍射峰增强。电学性能测试结果表明，当x〈20at％，随Ag掺杂量的增加ANKN陶瓷的压电常数、介电常数等略有升高；当x〉20at％，ANKN陶瓷的各项性能均开始降低；Ag掺加量为x=16at％时ANKN陶瓷性能最佳，压电常数d33达到110pC／N，平面机电耦合系数kp为30％，相对介电常数εr为358，居里温度Tc为300℃。     

无铅压电陶瓷铌酸钾钠的常压烧结及其电学性能

用常压烧结方法制备了Na0.5K0.5NbO3(NKN)无铅压电陶瓷.研究了烧结温度与NKN陶瓷的密度、结构以及电学性能的关系.结果表明:NKN陶瓷与KNbO3相似为正交结构,烧结温度超过1 080 ℃时,出现无压电性第二相.在很小的温度范围内(1020～1100 ℃)烧结体密度有显著不同,当烧结温度为1 080 ℃时,NKN陶瓷烧结密度达到最大值(4.22 g/cm3,相对密度为92%).经1 060℃烧结的NKN陶瓷其压电常数最高,达到122 pC/N;Curie温度为409 ℃;矫顽场为9 kV/cm;剩余极化强度为15 μC/cm2.     

低温合成Ti3SiC2陶瓷

采用机械合金化和放电等离子烧结技术制备了纯度较高的Ti3SiC2陶瓷,研究了微量Al对Ti3SiC2的机械合金化和放电等离子烧结过程的影响.结果表明:添加适量的Al可以显著提高机械合金化及放电等离子烧结产物中Ti3SiC2的含量,并显著降低高纯度Ti3SiC2的烧结温度.机械合金化10h,成分为3Ti/Si/2C/0.2Al(摩尔比)的混合粉体,经850℃放电等离子烧结可获得质量分数(下同)高达96%的Ti3SiC2块体,烧结温度提高到1 100℃,可获得纯度为99.3%、相对密度高达98.9%的Ti3SiC2致密块体.     

Na2O对氧化物/MoSi2基复合材料的高温蠕变特性的影响

研究了脱Na工艺前后氧化物/MoSi2基发热元件材料对石英玻璃管失透性的影响及其高温蠕变特性.结果表明通过脱Na处理氧化物/MoSi2基复合材料对石英玻璃管的失透现象基本消失, 而且高温蠕变特性有了明显改善, 材料蠕变应力指数和活化能分别从原来的0.83, 281 kJ*mol-1变化到0.71, 292 kJ*mol-1.并且氧化物/MoSi2基复合材料的这种蠕变行为可以从晶界滑移理论得到很好的解释.     

热电材料的应用及研究进展

热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料，1823年发现的塞贝克效应和1834年发现的珀尔帖效应为热电能量转换器和热电制冷的应用提供了理论基础。在此发现之后，1911年，德国的Ahenkrich提出了热电发电和制冷理论模型：优良的热电材料应当具有高的塞贝克系数(α)、低的热导率(κ)、高的电导率(σ)。对