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《鈮酸鹽基無(wú)鉛壓電陶瓷的制備及其摻雜改性研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、山東輕T業(yè)學(xué)院碩士學(xué)位論文摘要壓電陶瓷廣泛應(yīng)用于壓電傳感覺(jué)器，超聲換能器和其它電子器件。但是大部分電子器件使用的都是含鉛壓電陶瓷，其中鉛含量高達(dá)60％以上。鉛是一種有毒物質(zhì)，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(huì)對(duì)環(huán)境造成極大的污染。因此發(fā)展無(wú)鉛壓電陶瓷來(lái)代替含鉛壓電陶瓷已經(jīng)刻不容緩。(Nao．5140．5)Nb03(KNN)由于其優(yōu)異的壓電性能而成為候選材料。本論文采用傳統(tǒng)的制備工藝，在常壓燒結(jié)的條件下制備了0．94(Nao．5Ko．5)Nb03-xLiSb03-yLiNb03無(wú)鉛壓電陶
2、瓷，并對(duì)其物相結(jié)構(gòu)、壓電、介電性能進(jìn)行了研究。采用傳統(tǒng)陶瓷制備方法制備了0．94(Nao．sKo．5)Nb03-xLiSb03-yLiNb03(NKNLS)體系無(wú)鉛陶瓷，研究了不同LiSb03和LiNb03的量對(duì)NKNLS無(wú)鉛壓電陶瓷材料的密度、相結(jié)構(gòu)、顯微結(jié)構(gòu)和電學(xué)性能的影響。X射線衍射(XRD)表明過(guò)量的LiNb03或者LiSb03都不能使樣品形成完全純的鈣鈦礦相，而且有鎢青銅結(jié)構(gòu)的第二相K3Li2Nb5015生成。只有適量的LiNb03和LiSb03才能形成純的鈣鈦礦相。通過(guò)掃描電鏡(SEM)分析
3、可知NKNLS無(wú)鉛壓電陶瓷體系的顯微結(jié)構(gòu)也由于LiNb03和LiSb03含量的不同而表現(xiàn)出很大差異。當(dāng)x=0．03，y=O．03時(shí)，O．94(Nao．sKo．5)Nb03-xLiSb03-yLiNb03無(wú)鉛壓電陶瓷表現(xiàn)出優(yōu)越的壓電性能。同時(shí)研究了燒結(jié)溫度對(duì)0．94(Nao．5Ko．5)Nb03--0．03LiSb03—0．03LiNb03(NKNLS-3)的密度、相結(jié)構(gòu)、顯微結(jié)構(gòu)和電學(xué)性能的影響。XRD分析表明當(dāng)燒結(jié)溫度51080℃時(shí)，NKNLS一3樣品都是純的鈣鈦礦相結(jié)構(gòu)，當(dāng)燒結(jié)溫度>1080℃時(shí)，有
4、鎢青銅結(jié)構(gòu)的第二相K3Li2Nb5015出現(xiàn)，從而惡化了其壓電性能。通過(guò)對(duì)樣品密度的測(cè)量可知最佳燒結(jié)溫度為1080℃。當(dāng)燒結(jié)溫度為1080℃時(shí)，得到了綜合性能比較好的NKNLS-3無(wú)鉛壓電陶瓷：p=4．299／cm3，￡r=826，tanS=0．049，d33=190pC／N，kp=O．30。為了進(jìn)一步提高材料的綜合電性能，尤其是進(jìn)一步提高材料的Qm，我們采用CuO和Mn02摻雜劑對(duì)NKNLS-3陶瓷進(jìn)行改性研究。首先系統(tǒng)研究了CuO含量對(duì)NKNLS-3陶瓷顯微結(jié)構(gòu)和電性能的影響，結(jié)果表明：在CuO含量
5、變化范圍內(nèi)，陶瓷相結(jié)構(gòu)均以四方相相結(jié)構(gòu)為主。隨著CuO量的增加，￡r下降，而Qm和tan8先升高后降低。當(dāng)CuO摻雜量為0．3m01％時(shí)的陶瓷樣品具有較好的綜合電性能。其次，系統(tǒng)研究了Mn02含量對(duì)NKNLS-3陶瓷顯微結(jié)構(gòu)和電性能的影響，結(jié)果表明：在Mn02含量變化范圍內(nèi)，陶瓷相結(jié)構(gòu)均以四方相為主。隨著Mn02含量的增加，￡r和d33也均下降，kp變化不大，Qm先增加后降低，tan8先降低后增加。當(dāng)Mn02含量為0．15m01％時(shí)，陶瓷具有優(yōu)良的綜合電性能。關(guān)鍵詞：無(wú)鉛壓電陶瓷；摻雜改性；壓電性能；介
6、電性能III摘要ABSTRACTPiezoelectricceramicshavebeenwidelyusedforsensors，ultrasonictransducersandotherelectronicdevices．Mostofthemareleadoxide-basedpiezoelectricceramics，whichcontainmorethan60wt％lead．Leadisaverytoxicsubstance，andtheevaporationandcontaminationof
7、toxicleadduringthefabricationanddisposalCancauseacrucialenvironmentalpollution．Therefore，itisnecessaryandurgencytodeveloplead-freepiezoelectricceramicstoreplacelead-basedpiezoelectricceramics．(Nao．5Ko．5)Nb03(NKN)hasbeenconsideredasagoodcandidateforlead-f
8、reepiezoelectricceramicsduetoitsgoodpiezoelectricproperties．Inthispaper,O．94(Na0．5K0．5)Nb03-xLiSb03-yLiNb03(KNLNS)werepreparedbytheconventionalmixedoxideroutewimnormalsintering．Thephasestructure，piezoelectricanddielectricp
