織構(gòu)化鈮酸鋇鈉陶瓷的制備

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1、上海大學(xué)碩：I：學(xué)位論文(2006)摘要摘要無(wú)鉛壓電材料在航空、航天、核能、石化、冶金等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，其中單晶性能優(yōu)異，但制備困難、成本高；而陶瓷中不同方向的電性能呈現(xiàn)出明顯的各向異性，使沿各晶軸方向上的優(yōu)異性能相抵消。近年來(lái)一些研究表明，采用模板晶粒生長(zhǎng)技術(shù)能夠制備出具有織構(gòu)化顯微結(jié)構(gòu)的陶瓷，其性能大大提高。本課題選擇Ba2NaNb5015為研究對(duì)象，首先研究了不同前驅(qū)體粉料和籽晶加入在熔融NaCI中合成Ba2NaNb5015模板晶粒的機(jī)理。結(jié)果表明，BaC03+Nb205混合物先以Nb205為

2、核心形成BaNb206，而后熔融NaCl中的Na+離子取代BaNb206中的Ba2+離子形成Ba2NaNb5015晶粒。由于其自身結(jié)構(gòu)的各向異性以及熔赫對(duì)各個(gè)晶面的潤(rùn)濕作用不同，低于10500C時(shí)，形成的Ba2NaNb5015晶粒長(zhǎng)度方向生長(zhǎng)速率明顯快于直徑方向；而后，直徑方向生長(zhǎng)速率則快于長(zhǎng)度方向，在11000C煅燒4h合成了長(zhǎng)度4—14um，長(zhǎng)徑比1．5～7．5的長(zhǎng)柱狀晶粒。籽晶加入后并不影響B(tài)a2NaNb50．5晶粒的形成過(guò)程，但對(duì)其長(zhǎng)大過(guò)程有影響。采用BaNb206粉和Ba2NaNb5015粉為前驅(qū)

3、體粉料在熔融NaCl中煅燒也能得到單相Ba2NaNb5015，但后者煅燒產(chǎn)物中除了柱狀晶粒外，還有一定量的小圓顆粒存在。在織構(gòu)化Ba2NaNb5015的制備過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)，BaNb204和NaNb03反應(yīng)生成Ba2NaNb50l5的過(guò)程先于陶瓷的致密化過(guò)程，且對(duì)致密化過(guò)程未有影響；V205的含量對(duì)反應(yīng)燒結(jié)Ba2NaNb5015陶瓷致密化過(guò)程有影響，當(dāng)V205的含量高于0．5wt％會(huì)促進(jìn)低溫下陶瓷的致密化；模板晶粒的添加降低了高于12000C燒結(jié)得到的陶瓷密度，且在相同的燒結(jié)工藝下，陶瓷密度隨著模板晶粒尺寸的增

4、大、含量的升高而降低：在模板晶粒生長(zhǎng)技術(shù)制備織構(gòu)化Ba2NaNbs015陶瓷的燒結(jié)過(guò)程中，大的模板晶粒有選擇地消耗基體顆粒，形成織構(gòu)化的顯微結(jié)構(gòu)，其取向率隨著燒結(jié)溫度的升高而升高、隨著模板晶粒尺寸的增加而降低。欲得到高取向率的材料，所使用的模板晶粒不僅要達(dá)到一定的尺寸，而且要保證一定的長(zhǎng)徑比。關(guān)鍵詞：無(wú)鉛壓電陶瓷，鎢青銅，鈮酸鋇鈉，模板晶粒生長(zhǎng)技術(shù)，熔鹽法ABSTRACTLead-freepiezoelectricitymaterialsarepromisingtoapplyintheindustrieso

5、faerospace，nuclearenergy,petroleumchemistry,metallurgy,andSOon．Althoughsinglecrystalshavesuperiorproperties，theirapplicationislimitedbecauseofhighcostanddifficultfabrication，whiletherandom-orientedgrainsinceramicsmakeexcellentpropertiesimpairedindifferentc

6、rystallographicdirections．Recently,someresearchesindicatethattexturedceramics，whichcanbepreparedbytemplatedgraingrowth(TGG)，haveimprovedproperties．Inthiswork，bariumsodiumniobate(BazNaNbsOi5，abbreviatedasBNN)waschosenandtheformationmechanismofBNNtemplatesin

7、moltenNaClWaSinvestigated，withspecialemphasisonthecontrolofrod-likemophologybydifferentprecursorsandseeds．TheresultsshowthatthereactionofBaC03andNb205resultedintheformationofBaNb206ontheNb205particle，andthenBa2NaNb5015templateformedbythesubstitutionofNa+in

8、moltenNaCIforBa2+inBaNb206．DuetotheanisotropicstructureofBa2NaNbsOt5andthedifferentwettingabilityofdifferentsurfaceplanesinmoltensalt，thegrowthspeedinlengthwasfasterthandiameterbelow10500C．Withtheincreaseofte