改性铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的制备和电性能

《改性铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的制备和电性能》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、华北电力大学硕士学位论文摘要本文借鉴前人对KNN基无铅压电材料通过掺杂取代、助烧等方式进行改性获得的实验及理论成果，设计了三组不同的改性实验，包括构造出新的组分体系以及设计新的实验方案，将实验测试方法与理论分析手段结合在一起，对改性KNN基无铅压电陶瓷的晶格常数、显微结构和电性能随成分的变化情况进行探索研究。在室温下为四方相的(硒．475Na0．475Li0．05)(Nbo．8Tao．2)03(KNLNT)@掺入菱方相的BiC003(BCO)，使得T。相变点呈现线性下降趋势，且构造出了两相共存的准同型相界(M

2、PB)，准同型相界效应与To．T附近的多形体相变效应(PPT)共同影响样品的电性能。实验结果显示BCO可以显著细化陶瓷晶粒至亚微米级，和钴离子取代B位离子过程导致漏电严重难以极化的综合因素导致一定BCO掺杂量的样品的电性能变差，偏离理论分析的结论。延长烧结时间可以在一定程度上减弱BCO的细化晶粒效应，提高样品的电性能。用化合价稳定的Sc离子代替化合价不稳定的Co离子，即在KNLNT中掺入菱方相BiScO，(BSO)，Tc相变点呈现线性下降趋势，构造出了MPB区域，且通过晶格常数精修计算出样品的晶格常数变化。S

3、c虽然比Co化合价稳定，但同样具有细化晶粒效应，因此相应的延长烧结过程的保温时间使得晶粒在一定程度上长大。在电性能变化趋势图上，由于To．T附近的多形体相变效应温度区问的远离和MPB区的电性能增强效应共同的作用使得MPB区显示出电性能的极大值。将CuO分别作为助烧剂和A位、B位掺杂改性离子设计三组实验(分别称为Cu．Z、Cu．A、Cu．B系列)，结合缺陷化学和晶格常数精修的理论分析，认为分析晶胞体积变化不可作为判定Cu2+去向的主要途径。Cu．z系列样品的To．T相变点与纯KNN相比有微小左移，CuO随着掺杂

4、量的增多起到了晶胞体积增大和致密度提高的效果，电性能变化不大；Cu—A系列样品的To．T相变点位置随掺杂量增多而左移，CuO没有起到类似的助烧剂的改变样品显微结构的作用，且双滞回线在掺杂量x=0．006时开始出现说明了Cu2+进入B位进行了受主掺杂，电性能在x=O．003时取得最优值；Cu．B系列样品中To．T相变点位置随掺杂量增多而左移，部分CuO也起到了助烧的作用，电性能在x=O．003时取得最优值。分类实验探讨Cu2+的助烧和掺杂作用，对进一步研究CuO的改性理论研究打下了基础。关键词：压电陶瓷；铌酸钾

5、钠；掺杂改性；助烧；电性能；缺陷化学华北电力大学硕士学位论文AbstractOnthebasisofabsorbingfrompreviousresearchresultsontheimprovementofKNN—basele3d—freeceramics、threedifferentkindsofmodifiedexperimentsweredesigned，includingnewcomponentsandnewexperimentscheme．Thetestingmethodsandtheoretic

6、alanalysisarecombinedinordertoinvestigatethechangesofthelatticeconstants，microstructureandelectricpropertieswithcontents．TheRhombohedra—phaseBiC003(BCOforshort)wasdopedintheTetragonal．phase(硒．475Nao．475Li0．os)l烈bo．8Tao．2)03(KNLNTforshort)，thetransformationp

7、ointTcofBCO-dopedKNLNTgotalinerdecreasewiththeincreaseofBCOandMorphotropicphaseboundarywasgot．TheeffectsoftheMorphotropicphaseboundaryandPolymorphicphasetransitionbothinfluenttheelectricpropertiesofthesamples．Theexperimentresultsshowthatthegrainrefinementef

8、fectduetoBCOandthevarietyofvalenceofCocanbothsignificantlyreducetheelectricproperties，deviatingfromthetheoryanalysis．Prolongingthesinteringtimecanweakthegrainrefinementeffectandimprovetheelectricproper