新型鈮酸鉀鈉基無鉛壓電陶瓷的改性制備及性能研究

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1、密級：公開保密期限：告給乂蔓？樽±學(xué)位論文新型鉛酸鐘鋼基無鉛壓電陶瓷的改性制備及性能研究Ｓ化ｄｙｏｎＭｏｄｉｆｉｅｄＰｒｅａｒａｔｉｏｎａｎｄｐ－ＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＮｅｗｔｙｐｅＰｏｔ：ａｓｓｉｕｍ—＾－－ＳｏｄｉｕｍＮｉｏｂａｔｅｂａｓｅｄＬｅａｄｆｒｅｅＰｉｅｚｏｅｌｅｄｒｉｃＣｅｒａｍｉｃｓ學(xué)號Ｂ２０１１０１００３姓名尹奇異學(xué)位類別工學(xué)博±譜材料物理與化學(xué)域＾指導(dǎo)教師孫兆奇教授完成時間２０１５

2、年１０月．？■韋：’＇‘＇＇＇放？，＇；＇．；．；致苗百亢Ｖ＇；苗．Ｖ＇’＇＇，：５；Ｖ獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加ｗ標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得安徵大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的一學(xué)位或證書而使用過的材料。與我同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名：簽字曰期：年。月又扛

3、曰手每／氣學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書、本學(xué)位論文作者完全了解安徵大學(xué)有關(guān)保留使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和滋盤，允許論文被查閱和借＾閱。本人授權(quán)安徵大學(xué)可１義將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢Ｌ、、匯索，可乂采用影印縮印或掃描等復(fù)制手段保存編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書）＂學(xué)位論文作者簽名：寺奇與導(dǎo)師簽葦：哀簽字曰期：年〇叫簽曰：。。曰／月＞字期文巧年／月之摘要在信息技術(shù)快速發(fā)展的今天、光電子學(xué)等

4、多個離，壓電陶瓷憑借其在電子學(xué)科技領(lǐng)域的廣泛且不可替代的應(yīng)用，現(xiàn)己成為各國爭相研究的熱點(diǎn)，且隨著相關(guān)領(lǐng)域的飛速發(fā)展及特殊的需求、，使得壓電陶瓷逐漸向無鉛化復(fù)合化、納米化等多元方向發(fā)展。然而，當(dāng)前大量使用的壓電陶瓷仍然ＷＰＺＴ基壓電陶瓷為主，這對當(dāng)前開展人類可持續(xù)發(fā)展和強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)的世界各國提出了挑戰(zhàn)，但是在２０００年后出現(xiàn)了質(zhì)的轉(zhuǎn)變，世界各國分別針對當(dāng)前大量使用的傳統(tǒng)ＰＺＴ鉛基壓電陶瓷的使用制定了相關(guān)的法規(guī)，《電子信息產(chǎn)品污染防止替理辦法》自２００６年７月在我國也開始起敗并且我國

5、也把無鉛壓電陶瓷的研究列入了最新的國家戰(zhàn)略規(guī)劃。針對近２０多年的研究，在目前研究的幾大無鉛壓電陶瓷體系中，觀一酸鐘銷基巧電陶瓷具有很好的發(fā)展?jié)撃?，但是直存在采用傳統(tǒng)燒結(jié)技術(shù)難獲得致密陶瓷的缺點(diǎn)。本論文結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)外ＫＮＮ基無鉛壓電陶瓷相關(guān)的研究進(jìn)一展和自己前期的研究基礎(chǔ)一，方面，通過離子取代獲得改性新體系，另方面，通過添加復(fù)合燒結(jié)助劑來改善制備技術(shù)，Ｗ此獲得高性能、高致密性的ＫＮＮ基無鉛壓電陶瓷。主要研究內(nèi)容如下：１．通過改善ＫＮＮ壓電陶瓷的燒結(jié)性能，提高陶瓷的致密性，Ｗ便獲得高

6、性。工藝能新型無鉛拒電陶瓷本項(xiàng)研究采用傳統(tǒng)陶瓷制備，在國內(nèi)外首次Ｗ微量６％ｍｏｌ的ＵＳｂ〇３作為添加劑，并ＷＳｒＴｉ〇３作為第二相對ＫＮＮ壓電陶瓷進(jìn)行了－－ＳＴＸ?zé)o鉛壓電陶瓷改化成功制備了６％ｍｏｌＵＳｂ〇３慘雜改性的ＫＮＮ。ＸＲＤ、＝－－－ｍｏＳＥＭ等現(xiàn)代測試分析顯示，ＫＮＮＳＴＪＣＧｃ２１０％ｌ）體系陶瓷所有樣品均具一有很高的致密性，并呈現(xiàn)出單的巧欽礦結(jié)構(gòu)的四方晶相，說明了少量的Ｓ訂ｉ〇３和ＵＳｂ〇３的復(fù)合改化能有效地提高ＫＮＮ無鉛皮電陶瓷的致密性和電性能。特＝別是

7、，當(dāng)ｘ０．０４時，Ｗ６％ｍｏｌＬ議ｂ〇３慘雜的壓電陶瓷具有商的致密性和優(yōu)秀的〇２＝Ｈ６＝－電學(xué)性能，其中；成尸２６７Ｃ／ＮＡ４６％ｔａｉ５２．１／〇，Ａ３０．３／ｐ，，ｅ尸８，Ｋｃｍ，ｐ換島產(chǎn)１．９８ｋＶ／ｍｉｎ〇２．通過設(shè)計ＫＮＮ壓電陶瓷的新型相界，Ｗ此提高壓電陶瓷的電學(xué)性能。本項(xiàng)研究首次提出，通過微量Ｎｉ離子的Ｂ位取代和第二組元ＳｒＴｉ〇３的滲雜，對ＫＮＮ陶瓷進(jìn)行了復(fù)合改性。ＸＲＤ、ＳＥＭ等現(xiàn)代測試分析顯示，微量的Ｎｉ離子Ｉ二雜一的取代不但沒有出現(xiàn)任何第相，反而在

8、整個研究范圍內(nèi)均能形成個純的巧－－＜－錠礦結(jié)構(gòu)；ｃ＜０．ＪＣ，而且在０．０２０６范圍內(nèi)，ＫＮＮＮＳＴ體系陶瓷存在正交四方的準(zhǔn)同型相界＝（ＭＰＢ），并因此在ｘ０．０４時獲得了高致密性的、高性能的壓電陶瓷，＝２＝＝其中：成尸２４３Ｃ／Ｎ４７％￡尸１０７９ｔ２３％ｆ產(chǎn)２６．４Ｃ２．０７ｋＶ／ｍｍ。ｐ，知，，ａｎＳ．，ｎ／ｃｍ，坑送說明少量的Ｎｉ離子的Ｂ位取代和ＳｒＴｉ〇３的同步慘入，可Ｗ増加ＫＮＮ皮