氧化铋掺杂对铌酸钾钠无铅压电陶瓷性能的影响

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------氧化铋掺杂对铌酸钾钠无铅压电陶瓷性能的影响第35卷第9期第35卷第9期2007年9月赵军等：梯度功能陶瓷圆球的抗热震性·1141·Vol.35，No.9September，2007硅酸盐学报JOURNALOFTHECHINESECERAMICSOCIETY刘代军，杜红亮，唐福生，罗发，周万城(西北工业大学，凝固技术

2、国家重点实验室，西安710072)摘要：用传统固相反应法制备了结构致密的铌酸铋钾钠[(Na0.5K0.5)1–3xBixNbO3，0≤x≤0.05]无铅压电陶瓷，研究了掺杂氧化铋(Bi2O3)对铌酸钾钠(Na0.5K0.5)NbO3(NKN)晶体结构和压电性能的影响。结果表明：当Bi2O3含量x<0.02时，能得到具有纯钙钛矿结构的(Na0.5K0.5)1–3xBixNbO3陶瓷。最佳烧结温度随Bi2O3含量的增加而升高，与纯铌酸钾钠陶瓷相比，样品密度显著提高。Bi2O3掺杂量对铌酸钾钠的压电性能

3、有很大影响，其压电常数(d33)，机电耦合系数(kp，kt)随Bi2O3含量的增加先升高而后降低，并在x=0.01时达到最大值，机械品质因数(Qm)有明显提高。实验表明：当x=0.01时，(Na0.5K0.5)1–3xBixNbO3无铅压电陶瓷的密度达4.42g/cm3，表现出优异的压电性能：d33=154×10–6C/N，kp=45%，kt=46%，介电损耗tanδ=3.5%，相对介电常数εr=598，Qm=138。——————————————————————————————————————-----

4、-------------------------------------------------------------------------------------------关键词：无铅压电陶瓷；铌酸钾钠；压电性能；氧化铋中图分类号：TM282文献标识码：A文章编号：0454–5648(2007)09–1141–05EFFECTSOFBISMUTHOXIDE-DOPINGONPROPERTIESOFPOTASSIUMSODIUMNIOBATELEAD-FREEPIEZOELECTRICCERAM

5、ICSLIUDaijun，DUHongliang，TANGFusheng，LUOFa，ZHOUWancheng(StateKeyLaboratoryofSolidificationProcessing,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi'an710072,China)Abstract:Lead-freepiezoelectricceramics(Na0.5K0.5)1–3xBixNbO3(0≤x≤0.05)weresynthesizedbyatradit

6、ionalsolidstatereaction.Effectsofbismuthoxide(Bi2O3)-dopingonthecrystalstructureandpiezoelectricpropertiesof(Na0.5K0.5)NbO3(NKN)wereinvesti-gated.TheresultsrevealthatthepureperovskitestructuresofNKN-basedceramicsweregainedwhenthecontentofBi2O3contentx<

7、;0.02.TheoptimumsinteringtemperatureincreaseswiththeincreaseincontentofBi2O3,andthedensityofallsamplesaregreaterthanthatofpureNKNceramics.Furthermore,thepiezoelectricconstant(d33),electromechanicalplanarandthicknesscouplingcoef-ficients(kp,kt)increasedfi

8、rstlyanddecreasedsubsequentlywiththeincreaseincontentofBi2O3.Themechanicalqualityfactor(Qm)increasesevidently.Especially,thedensityofthesamplewith——————————————————————————————————————--------------------------------------