论文摘要
无铅无铋压电陶瓷是一类绿色环保材料,主要包括:BaTiO3基压电陶瓷、铌酸盐系压电陶瓷。掺杂改性和织构化后的(Na0.5K0.5)NbO3（NKN）陶瓷的各项电学性能可以与传统压电陶瓷Pb(Zr0.5Ti0.5)O3（PZT）相媲美,高性能的无铅无铋压电陶瓷的制各技术是目前的重要研究课题。 本论文采用熔盐法合成NKN粉体,XRD物相分析和SEM形貌分析表明:熔盐法合成的NKN粉体无严重团聚现象,当盐与反应物的质量比为1左右时,显微结构为球形颗粒,大小为100nm～150nm;当盐与反应物的质量比大于2时,显微结构为立方颗粒,大小为1μm左右。合成温度对产物的相结构有很大影响;在一定温度下保温时间对产物纯度影响不大;熔盐法合成NKN粉体的生长过程在低盐含量下由扩散机制控制,在高盐含量下由界面生长机制控制。 在此基础之上,本文探索了NKN的烧结工艺和极化工艺,并确定了其最佳烧结条件为:1080℃、40min、升温速率为250℃/h;最佳极化条件为:100℃、3kv/mm、10min。 重点研究了对NKN的掺杂改性。当LiTaO3（LT）的掺杂量为5mol%～8mol%时,NKN中存在正交-四方准同型相界。1130℃条件下烧结20min的NKN-6%LT陶瓷具有最大的密度值p=4.38g/cm3,其各项电学性能也达到最优值:相对介电常数εr=672,压电常数d33=123pc/N,剩余极化强度Pr=321μc/cm2,矫顽场强Vc=23kv/cm。当Ba(Zr0.5Ti0.5)O3（BZT）的掺杂量小于8mol%时,NKN-xBZT形成完全固溶体,陶瓷的烧结温度为1230℃,组分对陶瓷的压电性能影响不大,介电常数随着x的增加,逐渐增大,当x=8%时,εr=2760。剩余极化强度在x=1%处取得最大值,为7.35μc/cm2,此时的矫顽场强为32.2kv/cm。对于添加不同的玻璃料,实验证明:添加ZnO对NKN-6%LT的改性最明显,当添加0.5wt%的ZnO,其密度达到4.47g/cm3,压电常数为112pc/N,剩余极化强度为13μc/cm2。
论文目录
第1章 绪论1.1 研究背景1.2 铌酸盐系压电陶瓷的研究现状1.2.1 钙钛矿结构1.2.2 铌酸锂结构1.2.3 钨青铜结构1.2.4 焦绿石结构1.3 压电陶瓷粉体的制备方法1.3.1 常规固相法1.3.2 水热法1.3.3 凝胶溶胶法1.3.4 熔盐法1.3.5 其他1.4 提高无铅压电陶瓷性能的几种措施1.4.1 改善粉体烧结性能1.4.2 陶瓷粉体的掺杂改性1.4.3 提高陶瓷结构的织构度1.5 本论文的研究目的及实验方案0.5K0.5)NbO3的研究'>第2章 熔盐法制备(Na0.5K0.5)NbO3的研究2.1 熔盐法2.1.1 熔盐法的特征2.1.2 熔盐法的基本原理2.2 粉体的制备2.3 粉体的显微结构表征0.5K0.5)NbO3的结构特点'>2.4 熔盐法制备(Na0.5K0.5)NbO3的结构特点2.4.1 合成温度对产物纯度及相结构的影响2.4.2 反应时间对产物纯度的影响2.4.3 保温时间对显微结构的影响2.4.4 盐的含量对显微结构的影响2.5 小结0.5K0.5)NbO3陶瓷的制备方法及极化'>第3章 (Na0.5K0.5)NbO3陶瓷的制备方法及极化3.1 烧结理论基础3.1.1 烧结过程及动力学方程3.1.2 液相烧结与致密化过程3.2 烧结工艺的确定3.2.1 烧成温度的选择3.2.2 烧成时间的选择3.3 极化工艺的确定3.3.1 极化电场的选择3.3.2 极化温度的选择3.3.3 极化时间的选择3.4 小结0.5K0.5)NbO3基陶瓷的掺杂与改性'>第四章 (Na0.5K0.5)NbO3基陶瓷的掺杂与改性4.1 分析测试方法3对(Na0.5K0.5)NbO3的影响'>4.2 掺杂不同量LiTaO3对(Na0.5K0.5)NbO3的影响4.2.1 XRD物相分析4.2.2 SEM形貌分析4.2.3 密度分析4.2.4 电学性能测试4.2.4.1 介电性能测试4.2.4.2 压电性能测试0.5Ti0.5)O3对(Na0.5K0.5)NbO3的影响'>4.3 掺杂不同量Ba(Zr0.5Ti0.5)O3对(Na0.5K0.5)NbO3的影响4.3.1 XRD物相分析4.3.2 密度测试4.3.3 电学性能测试4.4 添加不同的玻璃料对NKN-LT陶瓷性能的影响4.4.1 实验过程4.4.2 密度测试4.4.3 SEM显微结构分析4.4.4 电学性能分析4.5 小结第五章 结论参考文献攻读硕士期间已发表或已接受的学术论文及专利致谢
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标签：无铅无铋压电陶瓷论文; 熔盐法论文;
(Na0.5K0.5)NbO3系压电陶瓷的制备技术及其对性能的影响
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