铌酸钾钠无铅压电陶瓷性能的研究

为制备具有良好压电特性的环境友好型无铅压电陶瓷,采用固相合成法合成了铌酸钾钠(KNN)无铅压电陶瓷粉体,以常压烧结法烧结了陶瓷,研究了不同粉体的烧结特性,并研究了陶瓷粉体的成分、烧结温度、极化电压对陶瓷压电性能的影响.利用XRD测定了陶瓷粉体的晶相组成,并用SEM观察了所烧结陶瓷的微观结构.XRD结果表明用固相法合成了KNN无铅压电粉体,实验表明钾的含量降低了陶瓷粉体的烧结性,钾钠含量约为1:1时具有较大的压电性,极化电压为2 000 V/mm有较好的极化效果.     

高性能铌酸钾钠无铅压电陶瓷研制

用常规氧化物固溶方法制备了无铅压电铌酸盐((Na0.5K0.5)1-xLixSbyNb1-yO3)陶瓷。实验结果表明,Li+和Sb5+的引入提高了陶瓷的压电性能。在一定配比范围内(Li和Sb在10%摩尔分数以内),材料为斜方、四方相共存的钙钛矿结构,材料的压电常数d33在270 pC/N以上,机电耦合系数kp、kt、k33分别达到49×10–2、43×10–2、64×10–2。介质损耗tgδ小于2.0×10_2,居里温度tC高达375℃。     

Bi改性铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的温度稳定性

铌酸钾钠基压电陶瓷(Na0.53K0.41Li0.06)Nb0.955Sb0.045O3的正交–四方多型相变在室温附近,具有良好的压电性能,但其温度稳定性很差。通过掺杂Bi2O3,使该陶瓷的正交–四方多型相变温度tO-T从15℃降低到了–9℃,同时保持了较高的居里温度tC(368℃),从而显著改善了其压电性能的温度稳定性。由于Bi3+施主掺杂作用和Sb5+较强的电负性,改性后的陶瓷保持了优良的电学性能:d33=213pC/N,kp=0.441,ε3T3=1319,tanδ=0.016。     

铌酸钠钾基无铅压电陶瓷的相结构与压电性能

采用传统固相反应合成法制备了结构致密的(1-x)Na0.5K0.5NbO3-xLiTaO3(KNNT)无铅压电陶瓷,研究了LiTaO3对Na0.5K0.5NbO3材料晶体结构和压电性能的影响。结果表明,随着LiTaO3含量的增加,材料的钙钛矿结构由斜方相向四方相转变,KNNT材料的准同型相界位于0.04 mol相似文献   

PZT压电陶瓷粉体的制备工艺

综述了目前ＰＺＴ压电陶瓷粉体制备的方法，原理及其生产工艺，对各种方法的优点进行了评价；对共沉淀法制备ＰＺＴ压电陶瓷粉体的工艺进行了改进。     

金属有机盐热分解法制备铌酸钾钠无铅压电薄膜

选用乙醇铌、乙酸钾、乙酸钠为原料,通过金属有机盐热分解法制备了Na0.5K0.5NbO3(NKN)无铅压电薄膜。研究了不同退火温度对NKN薄膜的晶体结构和形貌的影响。结果表明:当退火温度低于500℃时,所制NKN薄膜为无定形结构。650℃制备的NKN薄膜具有(100)晶面生长的择优取向;该薄膜的表面致密,颗粒尺寸分布均匀,10kHz的相对介电常数为258,介电损耗为0.05。该薄膜具有铁电体典型的电滞回线,剩余极化强度(Pr)和矫顽场强(EC)分别为3.45×10–6C/cm2和160×103V/cm。     

NBT-KBT-BT三元系无铅压电陶瓷的研究

借助NBT-KBT-BT相图,确定该系无铅压电陶瓷准同型相界的范围,用数学式z[(1-x)NBT-xBT]-(1-z)[(1-y)NBT-yKBT]概括该范围内的陶瓷组成。采用传统工艺制备无铅压电陶瓷,利用正交试验设计对x、y、z及预烧温度优化,890℃预烧,得到压电常数d33=144 pC/N、介电损耗tanδ=4.0%、介电常数rε=1 058的0.85NBT-0.144KBT-0.006BT压电陶瓷。XRD分析表明,所研究的组成均能形成钙钛矿结构,随着预烧温度的提高,杂峰减弱,至870℃杂峰逐渐消失。SEM分析表明,压电性能高的样品具有规则的几何外形,晶界明显,晶粒尺寸均匀且排列致密,表面没有空洞。压电性能差的样品晶粒尺寸不均匀,有异常长大的晶粒。     

铌酸钾钠基无铅压电陶瓷烧结及极化工艺优化

采用传统固相法在烧结温度1 110～1 150℃内成功制备了(K_0.5Na_0.5)_0.98Li_0.02Nb_0.77Ta_0.18Sb_0.05O₃(LTS-KNN)无铅压电陶瓷,所有样品结晶性良好,无第二相产生。在1 130℃下烧结的压电陶瓷致密度良好,陶瓷表现出较好的压电性能。通过调节极化电场与极化温度可改善陶瓷的极化程度,进而优化陶瓷的压电性能。实验结果表明,在烧结温度为1 130℃,极化电场为3 kV/mm,极化温度为60℃时,陶瓷的压电性能达到最佳,即压电常数d₃₃ =310 pC/N,机电耦合系数k_p =48%。     

钛酸铋钠-钛酸钡系无铅压电陶瓷的压电性能

研究了（1-x）Na0.5 Bi0.5 TiO3-xBaTiO3系无铅压电陶瓷的介电、压电性能。通过X-射线衍射分析发现，当0．06≤x≤0.10时，该体系陶瓷具有三方、四方相共存的晶体结构，此时材料具有最佳的压电性能。测试x=0．06时陶瓷样品的介电温谱和电滞回线发现在相界附近的陶瓷为弛豫型铁电体，并在加热过程中发生了铁电-反铁电-顺电相的转变。     

铌钽酸盐无铅压电陶瓷的制备与性能

用常规氧化物固溶方法制备了无铅压电铌钽酸盐(Na0.50K0.35Li0.1Ag0.05)(Nb1-xTax)O3 (x = 0,0.025 0,0.050 0,0.072 5)材料,研究了该材料的介电、压电性能随x的变化关系。实验发现x = 0.050 0在1 102℃条件下烧结的陶瓷,其压电常数d33高达117 pC/N,机电耦合系数kt、kp和k33分别为34%、25%和41%,相对介电常数T33e/e0 为617,机械品质因数Qm为121。该压电陶瓷是一高温压电陶瓷,四方–立方相变温度高达600℃以上。     

Na0.5K0.5NbO3-LiTaO3无铅压电陶瓷的研究

采用传统固相反应合成法制备(1–x)Na0.5K0.5NbO3-xLiTaO3无铅压电陶瓷,研究了LiTaO3对Na0.5K0.5NbO3材料晶体结构和压电性能的影响。结果表明:随着LiTaO3含量的增加,材料逐渐由斜方相向四方相过渡。当x<0.06时,材料为斜方相;当x>0.06时,材料为四方相;并发现有未知相结构的Ta2O5存在;材料在x=0.06处为准同型相界,该组分材料具有良好的压电性能:d33=134~151 pC.N-1,kp=30%~38%,Qm=153,Nd=3 181 Hz.m.     

锂掺杂对K0.5Na0.5NbO3无铅压电陶瓷电性能的影响

采用固相法制备了Li掺杂K0.5Na0.5NbO3无铅压电陶瓷,即K0.5Na0.5NbO3+x/2%Li2CO3(KNN-xL)。研究了不同Li摩尔分数(x分别为0,0.25,0.50,0.75,1.00,1.50)样品的物相组成、显微结构及电性能。结果表明,室温下所有样品都具有正交相的钙钛矿结构。随着Li摩尔分数的增加,样品的压电常数d33、平面机电耦合系数kp、机械品质因数Qm及密度ρ都先升高后降低,介电损耗tanδ普遍比未掺杂的低,当x=0.5时综合性能达到最优,即d33=122pC/N,kp=41%,Qm=115,εr=548,tanδ=0.022,ρ=4.32g/cm3。另外正交到四方相变温度逐渐降低,居里温度逐渐升高。     

LiSbO3掺杂NBT-KBT无铅压电陶瓷的研究

采用固相法制备了LiSbO3掺杂0.8(Na0.5 Bi0.5) TiO3-0.2(K0.5Bi0.5)TiO3(简称NBT-KBT-LS)无铅压电陶瓷,研究了LS的不同摩尔分数掺杂(0≤x≤1.50％)对样品的显微结构及电性能的影响.结果表明,所制备的NBT-KBT-LS陶瓷样品均为单一的钙钛矿结构,LS的掺入促进了晶粒的长大,但由于Bi3+与Na+的挥发,导致块状晶粒的出现.掺杂一定量的LS,陶瓷的压电常数d33、机电耦合系数kp、机械品质因子Qm、剩余极化强度Pr与矫顽场Ec均增大,表现出“软硬双性”的掺杂作用.当x=0.75％时,材料的性能最佳:d33=154 pC/N,kp=0.268,Qm =107.     

铌酸钾钠陶瓷的低温制备及其介电性能分析

以柠檬酸为配位剂与金属离子配合,水作为溶剂,乙二醇为酯化剂,通过聚合物前驱体法制备(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷.采用XRD和失重-差热(TG-DSC)研究了(K0.5Na0.5)NbO3晶相的形成过程,用SEM对所制得粉体和陶瓷的表面形貌进行了分析.结果表明,凝胶前驱体在加热过程中先反应生成NaNbO3和K2Nb8O21,然后二者固相反应形成K0.5Na0.5NbO3.所得粉体的粒径约为φ400 nm,呈柱状.1 100℃所得陶瓷较致密,在0.1 MHz时的介电常数和介电损耗分别为405和0.036.所制备陶瓷在183℃和375℃时发生相变,其中375℃对应的相变为铁电相变.     

(1-x)Na0.5K0.5NbO3-xBiNiO3无铅压电陶瓷的制备与性能

利用传统固相合成法制备了(1-x)Na0.5K0.5NbO3-xBiNiO3 ( (1-x)NKN- xBN) 无铅压电陶瓷.采用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对其显微结构与性能进行研究.结果表明,该体系所研究组分范围内均能形成典型的ABO3型钙钛矿结构,在x=0.006～0.008间存在准同型相界(MPB).体系主要压电性能在x＝0.008左右获得优化,其压电常数d33和机电耦合系数kp 均达到极大值(分别为135 pC/N和44%), 机械品质因数Qm为122,正交-四方转变温度TO-T和居里温度TC分别为155 ℃和385 ℃.     

Dielectric Properties and Defect Chemistry of WO3-Doped K0.5Na0.5NbO3 Ceramics

The dielectric properties and conductivity behavior of WO₃-doped K_0.5Na_0.5 NbO₃ ceramics were investigated as a function of temperature (25°C to 600°C) and frequency (40 Hz to 10⁶ Hz). The dielectric loss and direct-current (DC) conductivity of the ceramics depend strongly on the tungsten content. A high-temperature dielectric relaxation near temperature of 500°C was observed and analyzed using the semiempirical complex Cole–Cole equation. The activation energy of the dielectric relaxation was estimated to be ～2 eV and increased with increasing WO₃. The frequency-dependent conductivity can be well described by the universal dielectric response law. The activation energy obtained from the DC conductivity changes from 0.93 eV to 1.49 eV. A possible mechanism for the high-temperature dielectric relaxation and conductivity is proposed based on the activation energy value and defect compensation.     

聚合物前驱体法制备铌酸钾钠薄膜

以加入和不加入草酸铵两种方法制备氢氧化铌。以碳酸钾、碳酸钠和制得的氢氧化铌为原料,柠檬酸为螯合剂,乙二醇为酯化剂,通过聚合物前驱体法在SiO2/Si基板上制备了铌酸钾钠(KNN)薄膜。研究了草酸铵的添加和不同退火温度对KNN薄膜性质的影响。结果显示:在pH=7.5,金属阳离子与柠檬酸摩尔比为1:3,柠檬酸与乙二醇的摩尔比为2:1时,可以获得均匀稳定的KNN前驱体溶胶。草酸铵的加入优化了薄膜的性能;随着退火温度的增加,薄膜的致密度越来越高。退火温度在850℃时,薄膜结晶性相对较好;900℃退火处理后,薄膜晶粒有定向生长趋势。