K1-xNaxNbO3纳米结构的合成及压电性能研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xinduolian1986
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
K1-x-x NaxNbO3(KNN)基无铅压电材料物相、组成、制备和性能的研究远不如Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)充分,本文针对KNN纳米材料合成困难以及压电性能低等问题,合成出具有准同型相界(MPB)结构的KNN一维纳米线和纳米阵列。通过改变制备工艺条件探究纳米线及纳米阵列的生长行为,并改善KNN纳米线的压电性能。以Nb2O5为源,研究了不同种类的表面活性剂、水热温度和碱浓度对水热合成KNN粉体的影响规律。对于聚乙二醇400(PEG400)表面活性剂,当碱浓度为10M,水热温度为200?C、180?C和160?C时,产物分别是四方和菱方共存的KNN粉末、分散均匀的正交微米立方体以及K4Na4Nb6O19?H2O无规则颗粒;降低碱浓度到8M,只能生成中间产物K4Na4Nb6O19?9H2O微米颗粒。对于聚丙烯酸(PAA)表面活性剂,在碱浓度为10M、水热温度为200?C、180?C和160?C时,产物分别是大量的NaNbO3微米颗粒和少量正交KNN、长棒状K4Na4Nb6O19?9H2O微晶和NaNbO3微米颗粒、长棒状K4Na4Nb6O19?9H2O微晶。采用乙二醇为溶剂的溶胶-凝胶体系,利用金属醇盐合成了KNN凝胶前驱体,在水热190?C,保温12h,碱浓度10M条件下制备了正交KNN纳米线,其中正交KNN纳米线长度5?m,直径150nm。通过结构表征,分析了正交KNN纳米线的生长过程和生长机制,确定了纳米线的生长方向为[001]方向,生长机制为晶体取向生长。利用PFM在KNN正交纳米线的表面观察到了电畴变化,并且测量KNN纳米线的压电常数为17.56pm/V。在水热220?C,保温12h,碱浓度10M条件下制备了菱方(R)-四方(T)共存的KNN微米棒。通过退火处理,红外傅里叶图谱和介电温谱表征等手段,确定了该微米结构为室温亚稳相,在555?C以上发生铁电-顺电相变,降到室温,转化为稳定的正交结构,并且保持了形貌不变。加入表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)可以有效的减少产物中的NN含量。选择掺有7%Nb且具有(100)取向的STO单晶作为基底(Nb-STO),在水热190?C,保温12h,碱浓度10M条件下生长了正交相的KNN纳米阵列。通过改变水热时间,研究了有诱导基片生长的正交KNN纳米阵列的生长过程及其生长机制,仍为晶体取向生长。利用PFM测量正交相KNN纳米线的压电常数为26.37pm/V,R-T两相共存的KNN纳米线的压电常数为28.93pm/V。研究了极化对该纳米线电畴的影响,首次在纳米线上观察到了电畴在不同极化电压下的变化。选择Sb作为B位掺杂元素,在Nb元素的STO基片上,水热220?C,保温12h,碱浓度10M条件下生长了R-T的K1-xNaxSbw Nb1-wO3(KNN-Sb)纳米阵列。用PFM研究了Sb掺杂对R-T纳米阵列的影响,确定了Sb掺杂可以大幅的提高KNN纳米线的压电性能,测得的当Sb初始掺入6mol%时,KNN-Sb纳米线的压电系数达到250.3pm/V。选择Ca作为A位掺杂元素,不用基片诱导的情况下,水热220?C,保温12h,碱浓度10M条件下生长了R-T的K1-xNax CayNbO3(KNN-Ca)纳米线。利用汇聚束衍射技术研究了R-T共存KNN纳米线在不同晶带轴下的对称性,进一步证明了菱方和四方相共存于同一根KNN纳米线中。利用PFM测量掺Ca的KNN纳米线的压电常数为37.1pm/V,与纯相KNN纳米线相比,压电性能提高了约30%,并且Ca掺杂使KNN的微观形貌由颗粒状演变为一维纳米线。
其他文献
在脊椎动物心脏中,房室瓣膜的正常发育对于心脏正常的形态发生、心房和心室腔室间隔的形成、心脏电生理信号传导网络的形成等都具有关键的作用。在心脏收缩过程中,房室瓣膜的
以2,6-吡啶二甲酸为原料,经酯化、还原和溴化三步反应制得2-溴甲基-6-吡啶甲酸甲酯,总收率为58.6%。
TPU膜复合织物分别以锦纶、涤纶及棉为基布贴合高透湿909TPU薄膜。对复合织物进行DF纳米银抗菌整理,测试整理前后层压复合织物对金黄色葡萄球菌(Staphyrlococcus aureus ATCC29
全球性老龄化的发展趋势是长寿风险的诱因。’从广义上说,长寿风险是指个人或总体人群未来的平均实际寿命高于预期寿命所产生的风险。长寿对人类来说固然是件好事,但它同时也
水稻条纹叶枯病是亚热带地区危害最严重的水稻病害之一。水稻条纹叶枯病是由属于纤细病毒属(Tenuivirus)的水稻条纹病毒(Rice stripe virus,RSV)侵染水稻引起的。RSV主要是由
<正>在《台北人》这一册薄薄的短篇小说集中,白先勇用简练克制的笔勾勒了一幅生活于台北的人物群像,上至达官显贵,下至贩夫走卒。这些彼此之间截然不同的人们有一个共同的称
期刊
随着智能监控设备的兴起,背景提取在智能交通、视频监控、人机交互和医疗诊断等领域的应用如火如荼,其目的是提取出视频中感兴趣的目标。利用计算机进行视频处理可以避免人眼在视觉方面的局限性。例如,在复杂场景中对运动前景目标识别不精确,无法保证在视频分析时所需要的实时性等。目前,背景提取在简单场景中提取运动目标取得了不错的效果,但是对于复杂的实际环境,如光照变化、阴影和运动背景等因素造成提取的目标不精确、存
婚外同居赠与行为效力问题在我国法律中尚属空白,学界对此亦有诸多争论,司法实践中处理方式也引起了广泛争议,这一问题的探讨对于理论与实务均具有重大意义。本文从对学界关
大型固体火箭发动机是大型/重型运载火箭助推级的首选动力,也是固体运载火箭的主要动力装置,其发展一直备受各世界主要航天大国的关注。本文介绍了大型固体火箭发动机的发展