發(fā)布時間：2017-11-19 16:10

  本文關鍵詞：鈮酸鉀鈉基無鉛壓電陶瓷的制備與電性能

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【摘要】：鈮酸鉀鈉(KNN)基陶瓷因其較高的居里溫度和良好的壓電性能而成為無鉛壓電陶瓷的重要候選材料之一。本文針對鈮酸鉀鈉基無鉛壓電材料制備過程中的關鍵問題開展研究工作,詳細地研究了粉體合成溫度和燒結工藝、外加硼砂作為燒結助劑和受主摻雜等對鈮酸鉀鈉基壓電陶瓷的燒結和電性能的影響。研究了合成溫度對純KNN陶瓷及(Na0.4825K0.4825Li0.035)(Nb0.8Ta0.2)O3 (KNLNT)陶瓷的燒結及電性能的影響,發(fā)現低溫(700℃和750℃)合成的KNN陶瓷粉體中的富鉀相對KNN的燒結具有較大的影響,當燒結溫度達到1070℃時,富鉀相熔化產生液相,促進燒結,晶粒明顯長大,并會出現組分分凝,導致性能變差。電性能測試表明,純KNN陶瓷的最佳合成溫度為800℃,KNLN T陶瓷的最佳合成溫度區(qū)間為800℃-850℃。并且發(fā)現高溫極化、退火工藝以及兩步法燒結等方法均能在一定程度上提高KNN陶瓷的電性能。研究了添加硼砂對KNN陶瓷燒結和電性能的影響,發(fā)現添加適量的硼砂不僅能夠大幅降低KNN的燒結溫度,而且明顯改善KNN陶瓷的壓電性能。當硼砂添加量為0.45 wt%時,KNN陶瓷性能可以達到壓電常數d33=131.6 pC/N,平面機電耦合系數Kp=34.8%。研究了添加多種受主離子(Zn2+, Mn2+, Ni2+, Cu2+, Ga3+, Ge4+)摻雜對KNN基無鉛壓電陶瓷的合成、燒結、顯微結構和電性能的影響,由于低熔點相的形成,受主摻雜能夠有效降低KNN陶瓷的合成和燒結溫度。由于不同價態(tài)受主離子摻雜后形成的締合缺陷的差異,二價受主離子對機械品質因數Qm的提高最明顯。
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ174.1

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本文編號：1204125