掺银碱金属铌酸盐压电陶瓷的性能及其微观结构的研究.pdfVIP

李香等：播银碱金属铌酸盐压电陶瓷的性能及微观结构研究 掺银碱金属铌酸盐压电陶瓷的性能及微观结构研究‘ 李 香，肖定全，赁敦敏，吴 浪，朱建国，余 萍，廖运文，王媛玉，冯 斌 (四川大学材料科学与工程学院，四川成都610064) 摘要： 采用传统陶瓷制备I艺，制得了碱金属铌酸 具有下列特点：介电常数小、压电性高、频率常数大、密 盐(1—32)(Na¨，5K¨75Li㈨5)Nb03一。AgNbO。(简记为度小。不过由于Na、K、Li等原子在高温下易挥发，因 NKLNA)无铅压电陶瓷。表征了制得样品的晶相、微 而采用普通陶瓷烧结工艺难以得到致密性高的陶瓷。 结构，以厦介电、压电性能等电学性能，探索了材料成 为了提高碱金属铌酸盐陶瓷的烧结致密性，本论文从 分，陶瓷制备过程，陶瓷结构以及性能之间的关系。研 制备新型的无铅压电陶瓷的角度出发，采用传统压电 究得出：当z≤0．0375时，陶瓷为单一的正交钙钛矿 陶瓷制备工艺，开展了铌酸盐系无铅压电陶瓷新体系 结构；当z一0．045时出现K3Li2Nb。015的四方钨青铜 的制备和性能研究。 结构杂相。大部分陶瓷样品具有很好的致密度。低的 烧结温度和长的像温时间使结晶更加充分，样品致密 2实验过程 度更好。烧结参数和Ag含量对NKLAN样品的结晶 化和微结构都有重要影响。在X取0．0075时，材料具 有最佳的压电性能，压电常数d。。达到了153pC／N，平 K04，5Lioo 根据化学分子式(1一z)(Na¨755)Nbq一： 面机电耦合系数A。为34．2％。 关键词： 碱金属铌酸盐；无铅压电陶瓷 中图分类号： TM282 文献标识码：A 计量比称量原料，以酒精为媒介球磨，取出磨好的粉 文章编号：1001—9731(2006)增刊一0303—03 料，烘干．在850℃保温8h完成预合成；再将粉料充分 1 引 言 研磨，过筛，加人质量分数为15％的PVA造粒；在一 压电材料是～类重要的、国际竞争极为激烈的高 并在1075℃分别保温3h，5h进行烧结，得到致密的陶 技术新材料，在信息、激光、导航、生物等高技术领域应 瓷片。将得到的陶瓷片涂上银浆，在810D(2烧银获得 用广泛“3。由于其压电性能优异，目前大量应用的还 披上银电极的样品；并在100～120℃的硅油中极化。 是PbZrTiO。(PZT)类铅基压电陶瓷。 事实上，在1946年发现钛酸钡陶瓷压电性后的第 置一昼夜后，测量相关性能。 三年，即1949年，人们合成了NaNbOs、KNbO。、LiN— bO。等类钙钛矿型化合物晶体，这类化合物的通式为 做XRD分析图谱；用准静态d”测试仪(中国科学院 ANbO。(A为Na、K、Li)，其压电性较大，但多年来只 声学研究所)测量样品的压电常数d¨用阻抗分析仪 作为电光材料受到重视01。1959年，美国学者首次研 究了NaNb03一KNbO，二元系统的压电性，随后，叉研(PV70A)测试陶瓷片的机电耦台系数k。，品质因数 究了性能较好的热压(Na。K。s)Nb03陶瓷；另～方