為了保護環(huán)境、實現(xiàn)綠色發(fā)展,壓電陶瓷的無鉛化是未來發(fā)展的主要目標。鈮酸鉀鈉基無鉛壓電陶瓷(KNN)因為具有較高的居里溫度和較好的機械品質因數(shù),被認為是最有可能取代鋯鈦酸鉛的材料之一。綜述了KNN的燒成工藝、KNN的研究現(xiàn)狀和發(fā)展水平、KNN的實際應用以及KNN基無鉛壓電陶瓷的研究現(xiàn)存問題,最后對KNN的發(fā)展趨勢簡單進行了總結。 

【文章來源】：中國陶瓷. 2020年10期 北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

KNN基無鉛壓電陶瓷的介溫譜

非本征貢獻中，電疇的旋轉以及疇壁的運動都有利于壓電性能的提高。關于電疇的研究，研究者也開展了大量的工作。Yao W等[21]人通過酸腐蝕法，在掃描電鏡下（SEM）對樣品極化前后的電疇進行了觀察，發(fā)現(xiàn)未極化的陶瓷呈現(xiàn)出不規(guī)則的疇圖案，該圖案是由180°疇隔開的長平行條紋以及水印形疇共同組成的。相比之下，極化后呈現(xiàn)出規(guī)則排列的域圖案，其中包括長條平行的多樣化條紋。疇壁能量低和幾乎消失了的極化各向異性，使得極化在不同的能量等效狀態(tài)之間容易旋轉，從而使體系的壓電常數(shù)達到了550 p C/N。Zhou C等[22]人通過在KNN中摻雜(Bi,Na)Zr O3和Ba Zr O3，使得KNN陶瓷體系的壓電常數(shù)達到了610 p C/N,這與電疇的存在密切相關。他們在掃描電鏡下觀察到了分層納米結構，即在亞微米級的電疇內還存在著納米級的電疇，納米疇結構顯著的增加了疇壁的體積密度，疇壁的運動也促進了壓電性能的提高。此外，Wang Y等[23]人在正交相（O）和四方相（T）共存的區(qū)域，通過透射電鏡觀察到了納米級的電疇。平行納米疇的寬度約為0.266 nm,180°疇壁的厚度約為0.128 nm，因為傳質受到限制，有效地減小了鐵電疇的尺寸。此外，在共存區(qū)域還觀察到了特殊空間取向的電疇。Xu K等[16]人通過透射電鏡在三方相（R）和四方相（T）共存區(qū)域觀察到了大量的條紋結構的納米疇區(qū)域，并且彼此平行納米疇的平均寬度約為1.8 nm。相比于尺寸較大的電疇，尺寸較小的電疇在外加電場下更容易偏轉，所以納米疇尺寸越小，壓電常數(shù)越高。此外他們還通過壓電力顯微鏡觀測了電疇的應力信號。結果發(fā)現(xiàn)在電疇邊界，應力信號十分明顯，壓力異常主要發(fā)生在[1-10]方向，剪應力和旋轉分量的分布也取決于疇邊界的位置。這些納米級應變域與高密度的鐵電疇邊界在改善材料的壓電性能中起著重要作用�？梢姳菊髫暙I和非本征貢獻的共同作用更有利于KNN壓電陶瓷性能的提升。


本文編號：2936858