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《鈮酸鉀鈉基壓電陶瓷制備與摻雜改性研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要壓電陶瓷是一類極為重要的功能材料，其應(yīng)用已遍及人類日常生活及生產(chǎn)的各個角落。目前，全球在大量使用的壓電陶瓷材料仍是傳統(tǒng)的含鉛壓電陶瓷，其中鉛元素含量高達(dá)60％以上。由于鉛的易揮發(fā)性，在生產(chǎn)、制備、使用及廢棄處理中都會對環(huán)境造成極大的污染。隨著環(huán)保意識的日益深入，國際上正積極通過法律、法規(guī)、政府指令等形式對含鉛的電子產(chǎn)品加以禁止。作為無鉛材料的堿金屬鈮酸鹽備受壓電材料研究領(lǐng)域關(guān)注。本文選取鈮酸鉀鈉陶瓷體系，通過摻雜Sr、Ti、Ta、Cu元素，采用傳統(tǒng)固相燒結(jié)方法制備了(1∞(硒．5N劬5)Nb03《SfTi03(KNN-S1’0)、(島．5Nao．5)(Nbo，95Ta0
2、05)03吖Cu(N03)2(KNNT-cu)兩大體系壓電陶瓷，同時系統(tǒng)研究了這些摻雜離子對鈮酸鉀鈉陶瓷性能的影響規(guī)律。采用傳統(tǒng)陶瓷制備方法制備出KNN．sTO陶瓷，研究了sr，n03對KNN陶瓷材料晶體結(jié)構(gòu)和介電性能的影響。srTi03的加入極大改善了KNN壓電陶瓷的燒結(jié)性能，在常壓條件下得到的陶瓷的實際密度占理論密度的97％以上。隨著立方相srll03的加入，KNN基陶瓷的相結(jié)構(gòu)由正交相轉(zhuǎn)變?yōu)榧倭⒎较?，同時sfn03的加入也使得KNN基壓電陶瓷的介電性能大大提高，介電損耗降低，頻率穩(wěn)定性增強，并表現(xiàn)出馳豫性鐵電體的特征。為了較大提高KNN基壓電陶瓷機械品質(zhì)因數(shù)(()m)
3、，同時保證機電耦合系數(shù)(b)，我們給KNNT體系陶瓷添加小于lm01．％的Cu元素。試驗結(jié)果表明，摻雜一定量的cu離子后，陶瓷的介電常數(shù)(占)，平面振動機電耦合系數(shù)(屯)，壓電常數(shù)(西，)，和機械品質(zhì)因數(shù)(Qk)分別為：320050，O．21～0．4l，70~110(pC腳)，105～979。通過研究該體系材料的介電溫譜，發(fā)現(xiàn)居里溫度(瓦)接近400℃，介電常數(shù)小于500，損耗小于1％。通過對比研究l心眥、KNNT、陽州T_cu壓電陶瓷的介電行為，發(fā)現(xiàn)Ta、Cu的加入有效改善了KNN基壓電陶瓷材料的頻率穩(wěn)定性和經(jīng)時穩(wěn)定性。KNNT-cu基壓電陶瓷是一種非常有希望用于中頻濾波
4、器及高溫領(lǐng)域的壓電材料，其應(yīng)用前景良好。關(guān)鍵詞：鈮酸鉀鈉，XRD，SEM，介電性能，壓電性能西北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTPiezoelectricceramicisamostimport鋤tf．unctionalmaterial，whichisappliedtoⅡlecommonlivesandirldus仃yfieldwidely．Atpresent，tllepiezoelectricce舳icsinusearestill缸aditionalleadb嬲edpiezoelectriccer鋤icscontaillingmoretban60叭．％lead．111
5、etoxici夠ofleadoxideallditshigllV印orpressured嘶ngprocessing，prep撕ng，using，a11ddiscardingpollutetlleenViromnent．AstlleconceptofenViromentproteCtion撕sing，tllelegislation，law鋤dgoVemmentin姍tiononwasteelectricalelec仃oIlicequipmenthavebeenissued；tlleuseofhazardoussubst趾cesuchasleadinelectricpansis
6、prollibitedintlleinternationalcon吼uni戧The∞archforaltem撕vepiezoelectricmaterialnowisfocusedonmealkmineIliobatecompouIlds．Inmisp印er，Sr，Ti，1’a，CuelementsaredopedintomepotassiuIIlsodi啪lliobatece姍ic，(1吖)(硒．5Nao．5)Nb03吖SrTi03(KNN-STO)aIld(硒．5Nao．5)(Nbo．95‰．05)03呵Cu(N03)2(KNNT-Cu)、Ⅳerepreparedbyc
7、onventionalsolidreactionsinteringm劬od，t11ee憊：Ctsonpropertiesoftllepot硒siumsodiumniobateb嬲edceramicwereinvestigated．KNN．S1’oceramicsweresyntllesizedbytraditionalsinteringprocessanden’ectsofmeSrl’i03amouIltsoncrystal柵ture鋤ddielec仃icpI．0peniesofKNNwereinvestigate
