碱金属铌酸盐系无铅压电陶瓷的性能研究

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本文运用熔盐合成工艺制备了Na 0.5K 0.5NbO3(简称NKN)无铅压电陶瓷,研究了熔盐量和合成温度对性能的影响,并确定最佳的工艺参数为:熔盐量与原料比为8wt%,合成温度为800℃和保温时间2h。本文还研究了Sb5+和Li+离子分别掺杂对Na0.5K0.5NbO3系统的压电性能、介电性能和机电性能的影响及变化趋势,分析了产生这些现象的原因,为进一步对基础系统的掺杂改性研究提供了依据。实验结果表明:当Sb5+含量为8mol%时,烧结温度为1100℃时,具有较好的综合性能;当Li+含量为6mol%时,系统组成位于准同型相界处(Morphotropic Phase Boundary),烧结温度为1100℃时,可以得到一种综合性能较好的材料。Sb5+和Li+掺杂均使材料表现出了介电驰豫现象。最后,还研究了(Na0.5K0.5)0.94Li0.06(Nb0.92Sb0.08) O3系统的性能,Sb5+和Li+的共同掺杂使试样的致密度大大提高,介电驰豫性大大减弱,综合性能大大改善,同时也研究了氧化铜对NKN-LS陶瓷性能的影响。本文通过扫描电子显微镜(SEM)观察试样表面和断面处的显微结构,使用X射线衍射(XRD)对合成粉末的相组成及相含量进行了分析,并对固相合成法和熔盐合成法作了比较,研究了烧结温度对NKN陶瓷性能的影响。
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