BNBKT压电陶瓷制备及压电性能研究

论文摘要

压电陶瓷是一种可实现机械能与电能相互转换的功能材料。传统的压电陶瓷以含铅化合物为基质,在陶瓷制备过程中存在着铅挥发,不仅使陶瓷的化学计量比偏离,还会对环境造成污染,随着人们对环境保护和可持续发展意识的逐渐提高,非铅基压电陶瓷成为一个主要的研究方向。本课题选择（1-m-n）Na0.5Bi0.5TiO3-mK0.5Bi0.5TiO3-nBaTiO3（BNBKT）体系为研究对象,通过溶胶–凝胶法成功制备了BNBKT陶瓷粉体,研究了前驱体溶液的pH值和温度以及干凝胶的煅烧温度对溶胶、凝胶的形成以及粉体的晶体结构与颗粒形态的影响。并对陶瓷制备工艺进行了系统研究,分析了BNBKT体系陶瓷的结构、极化行为与压电性能的关系。研究结果表明,随着烧结温度的升高,陶瓷的介电常数先升高再减小。BNBKT陶瓷的压电常数在烧结温度为1130℃时,达到最大值d33为150×10-12C/N。材料的最佳极化温度应为80℃,极化电压应为4kV/mm,极化时间为30分钟。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 压电材料概述
• 1.3 压电陶瓷掺杂改性机理
• 1.4 无铅压电陶瓷的研究现状及发展趋势
• 1.5 压电陶瓷的制备工艺过程
• 1.6 论文课题的选择及研究内容
• 第二章 实验方案
• 2.1 粉体制备工艺过程的选择
• 2.2 溶胶-凝胶法基本原理
• 2.3 配方组成及原料选取
• 2.4 实验步骤流程
• 2.5 陶瓷样品的结构、性能测试与表征
• 第三章 粉体的制备及结构与性能研究
• 3.1 BNBKT 粉体的制备工艺
• 3.2 热分析
• 3.3 粉体结构分析
• 3.4 粉体粒度分析
• 3.5 粉体形貌分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 压电陶瓷制备及结构研究
• 4.1 BNBKT 陶瓷的制备
• 4.2 BNBKT 体系无铅压电陶瓷结构分析
• 4.3 BNBKT 体系无铅压电陶显微结构分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 压电陶瓷的电性能研究
• 5.1 BNBKT 体系陶瓷的压电常数
• 5.2 BNBKT 体系陶瓷的介电性能
• 5.3 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献