不同方法制备的粉体对Na_0.5Bi_0.5TiO_3陶瓷结构和性能的影响.pdfVIP

第38卷 增刊2 稀有金属材料与工程 V01．38，Suppl．2 2009 2009年 12月 RAREMETAL AND December MATERIAI S ENGINEEI山、『G 不同方法制备的粉体对Nao．5Bio．5Ti03 陶瓷结构和性能的影响 杜鹏1，一，齐建全1，孙黎1，李龙土1 (1．清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室，北京100084) (2．中国地质大学(北京)，北京100083) sTiO，纳米粉体。两种粉 摘要：采用浆液合成法和加糖热解法分别合成了具有层状结构和正常钙钛矿结构的NaosBio 体以不同比例混合烧结成瓷，性能测试表明，当以l：l的比例混合时，陶瓷的烧缩率达到最大值，击穿场强达到最大值， 压电常数函3=75x10d2C／N。浆液合成法制备的粉体获得的陶瓷，压电常数达到最大值，西3_88×10。12C／N。加糖热解法 制备的粉体获得的陶瓷,／3，=65x10。2C／N。两种方法制备的粉体及其混合所制备的陶瓷，均得到比较好的压电性能。 关键词：Nao．5Bio5Ti03；纳米；浆液合成法；加糖热解法 中图法分类号：TQl74 文献标识码：A 文章编号：1002．185X(2009)$2-0322．04 由于含铅材料对人类和环境造成的损害，无铅压 电陶瓷成为压电材料领域的研究热点。Bio5Nao．5Ti03 制备了BNKT陶瓷。然而这些方法工艺复杂，影响了 (BNT)是一种由Smolensky于1960年发明的A位复 合钙钛矿型弛豫铁电体，具有剩余极化强度高 最终所获得的陶瓷材料的性能的稳定性。 本实验利用两种新的合成法即浆液合成法和加糖 (Pr=38x10一C·cm五)、压电系数相对较大(墨约50％)、 Hz·m)、烧结温度低等特性，被 热解法分别合成了两种BNT粉体。并研究了不同粉体 声学性能好(Np=3200 认为是最有潜力取代铅基压电材料的无铅压电陶瓷材 在元素分布、颗粒形状等方面的差别。将两种粉体以 不同比例混合烧结成瓷，分析两种粉体在陶瓷烧结过程 料。但是，单纯的BNT陶瓷矫顽电场大(Ec=73x103 中发挥的作用，以及对BNT陶瓷结构和性能的影响。 V／cm)，在铁电相区电导率高，压电常数(d33)和机 电耦合系数(‰)较小，且由于Na20的易挥发性导致 1 实验过程 难以烧成致密的陶瓷体，因而难以实用化。 自1990年以来，国内外学者对BNT陶瓷的掺杂 改性进行了广泛的研究[卜31，以通过对其微观结构的改 过量10％以弥补烧结过程中的Bi挥发)，经球磨充分 进来提高电学性能。此外，制备Bio5Nao5Ti03粉体的 合成方法也成为近年来各国学者的研究热点，期望通 为BiT)粉体。将合成的片状BiT粉体分散在适当的 过合成出具有粒径小、颗粒尺寸均匀、分散性好、具 溶剂中，向其中按化学计量比加入钠源和钛源，研磨 使其充分反应，得到白色浆液。得到的浆液经干燥、 有择优取向、烧结温度低等优异性能的Bio．5Nao．5Ti03 Ycoul 粉体来提高BNT陶瓷的