浅论(na0.5k0.5)nbo3基无铅压电陶瓷的制备及电性能研究

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1、工学硕士学位论文(Na0.5K0.5)NbO3基无铅压电陶瓷的制备及电性能研究任丽哈尔滨工业大学2007年7月国内图书分类号：TM282国际图书分类号：277.5工学硕士学位论文(Na0.5K0.5)NbO3基无铅压电陶瓷的制备及电性能研究硕士研究生：任丽导师：陈振宁教授申请学位：工学硕士学科、专业：化学工程与技术所在单位：应用化学系答辩日期：2007年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM282U.D.C:277.5DissertationfortheMasterDegreeinEngineering

2、PREPARATIONANDELECTRICPROPERTIESOFLEAD-FREE(Na0.5K0.5)NbO3PIEZOELECTRICCERAMICSCandidate：RenLiSupervisor：Prof.ChenZhenningAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ChemicalEngineeringandTechnologyAffiliation：DepartmentofAppliedChemistryDateofDefense：July,2

3、007Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要无铅压电陶瓷是一类绿色环保材料，主要包括：BaTiO3基压电陶瓷、铌酸盐系压电陶瓷。铅基PZT(Pb(Zr,Ti)O3)材料在压电陶瓷领域一直占据着研究和应用的主导地位。但是铅毒性很高，随着人们对生存环境质量要求的提高，作为无铅材料的碱性铌酸盐目前在压电材料研究领域中备受关注。掺杂改性和织构化后的(Na0.5K0.5)NbO3(NKN)陶瓷的各项电学性能可以与传统压电陶瓷PZT相媲

4、美，因此，高性能的无铅压电陶瓷的制备技术是目前的重要研究课题。本文采用熔盐合成工艺制备了(Na0.5K0.5)NbO3(NKN)无铅压电陶瓷，得到了最佳的工艺参数：熔盐量与原料质量比为1:1，合成温度850℃，保温时间4h。XRD和SEM分析表明：熔盐法合成的NKN粉体无严重团聚现象，当盐与反应物的质量比为1:1时，显微结构为球形颗粒，颗粒尺寸100-150nm；当盐与反应物的质量比为2:1时，显微结构为立方颗粒，颗粒尺寸lμm左右。合成温度对产物的相结构有很大影响：在一定温度下保温时间对产物纯度影响不大。熔盐法合成NKN粉体的生长

5、过程在低盐含量下由扩散机制控制，在高盐含量下由界面生长机制控制。本文还分别研究了掺杂CuO和CeO2对(Na0.5K0.5)NbO3的压电性能和介电性能的影响，并进行了一定探讨，为进一步对(Na0.5K0.5)NbO3的掺杂改性研究提供了依据。实验结果表明：当CuO掺杂量为1.0mo1%时，烧结温度为1080℃时，具有较好的介电压电性；当CeO2掺杂量为0.1mo1%时，烧结温度为1080℃时，具有较好的介电性。关键词无铅压电陶瓷；(Na0.5K0.5)NbO3；熔盐法；掺杂；介电压电性-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文Abstr

6、actLead-freepiezoelectricceramicsisakindof"green"materialswhichdoesnoharmtoenvironment.Itmainlyincludes:Lead-freepiezoelectricceramicsbasedonBaTiO3,niobatepiezoelectricceramics.Lead-basedPZT(Pb(Zr,Ti)O3)piezoelectricceramicmaterialhasbeentakenadominantpositionoftherese

7、archandapplicationinthepiezoelectricceramicarea.Leadishighlytoxic,however,astherequirementsofhumanbeingsfortheimprovementoflivingenvironmentquality,Lead-freematerialsasalkalineniobatepiezoelectricmaterialsintheareaofresearchhasattractedmuchattention.Theelectricalproper

8、tiesofdopedandtextured(Na0.5K0.5)NbO3(NKN)ceramicsarecomparabletothetraditionalPZTpiezoelectricceramics.Sotechniqueof