论文摘要
随着世界各国对环境保护的重视，势必采用无铅的压电材料来替代传统的含铅压电陶瓷材料，以减少环境污染，因此压电陶瓷的无铅化就成为压电陶瓷发展的趋势。本文选择钛酸铋钠—钛酸铋钾（NBT-KBT）无铅陶瓷研究体系，采用RTGG（Reactive Templated Grain Growth）法以Bi4Ti3O12微晶为模板制备NBT-KBT无铅压电织构陶瓷，主要研究模板材料的选择与制备工艺、织构陶瓷的成型设备与方法、NBT-KBT陶瓷的显微组织结构和电性能之间的关系等，制备出电性能良好、各向异性显著的NBT-KBT无铅压电织构陶瓷。 论文结合RTGG和TGG（Templated Grain Growth）的工艺特点，分析了制备织构陶瓷微晶模板的选择原则，确定了适用于制备NBT-KBT织构陶瓷的模板种类，通过对几种满足模板选择原则的典型模板材料进行逐个分析，最终确定出了具有高的生长各向异性的Bi4Ti3O12微晶作为制备NBT-KBT织构陶瓷的模板；通过对现有陶瓷成型工艺方法的比较，选择出适用于制备织构陶瓷的成型工艺方法，同时自行研制了实验室用于制备织构陶瓷的设备，该设备目前已申报国家实用新型专利（申请号：200520078348．9）。 采用熔盐法制备了Bi4Ti3O12微晶粉体，研究了制备工艺参数与Bi4Ti3O12微晶的形貌和尺寸之间的关系。结果表明，Bi4Ti3O12微晶粉体的显微组织形貌和尺寸与烧结温度、熔盐量、保温时间等工艺参数关系密切。在发现Bi2O3的过量加入对Bi4Ti3O12微晶粉体的形貌起了决定性的作用后，系统的研究了Bi2O3过量的程度和制备工艺参数对Bi4Ti3O12微晶粉体显微组织形貌的影响，最终实现了通过工艺参数的设定对其显微组织形貌和尺寸的控制。采用熔盐法成功地制备了适合流延工艺要求的纯Bi4Ti3O12微晶，微晶尺寸均匀，分散性好，直径与厚度比大，直径为8～10μm，厚度为1～2μm。采用此粉体制备了Bi4Ti3O12陶瓷，研究了该陶瓷的电性能与工艺参数之间的关系，结果显示该陶瓷已经显示出了各向异性的特性。 采用传统方法制备出NBT-KBT陶瓷，确定了其准同型相界，而组分为0.84NBT-0.16KBT的陶瓷位于准同型相界附近，且具有较佳的压电性能；以0.84NBT-0.16KBT组分为研究对象，研究基体中加入不同量Bi4Ti3O12微晶烧结后所制备NBT-KBT陶瓷的显微组织结构与电性能，优化了烧结工艺的同时确定出Bi4Ti3O12微晶的最佳加入量。 分别采用干法和湿法两种流延方法和RTGG工艺制备了NBT-kBT织构陶瓷，研究了烧结温度对织构陶瓷烧结行为、织构度和显微组织结构的影响规律，制备出了NBT-KBT织构陶瓷，解决了湿法流延中烧结后样片的变形问题。结果表明：NBT-KBT织构陶瓷的烧成温度范围只有10～20℃，其介电性能、压电性能和铁电
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相关论文文献
- [1].LiSbO_3掺杂NBT-KBT无铅压电陶瓷的研究[J]. 压电与声光 2013(02)
- [2].湿法流延制备(Na,K)_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3织构陶瓷[J]. 电子元件与材料 2009(02)
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