铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的烧结研究

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1、华北电力入学硕十学位论文摘要本论文以【(Ko．458Nao．542)0．96Liom】(1妯o．85Tao．15)03(KNLNT)为研究对象，采用x射线衍射技术、扫描电镜和阻抗谱技术等，研究了烧结温度制度和烧结助剂对KNLNT陶瓷致密化、相结构、显微结构和电性能的影响。发现新增的在1000℃退火20小时热处理工艺并没有改变陶瓷的相结构，但对陶瓷的致密度和压电性能均有所改善。当加入0．5wt％0．5K20·0．5Na20·2Ge02(KNG)时，陶瓷的致密度达到最大，压电性能达到最佳。通过在KNLNT基主晶格中预留

2、K+、Na+和Ge4+格位，以KNG为烧结助剂，初步实现了KNLNT基陶瓷的过渡液相烧结。这些结果对开发高性能的铌酸钾钠基无铅压电陶瓷具有一定的指导意义。关键词：无铅压电陶瓷，铌酸钾钠，常压烧结，液相烧结ABS。I。RAC’I’Inthisthesis，theeffectsofheatingschedulesandsinteringaidsonthedensification，phasecompositions，microstructureandelectricalpropertiesof[(Ko．458Nao．5

3、42)0．96Lio．04】(Nbo．85Ta0．15)03(KNLNT)ceramicshavebeenstudiedbyX—raydiffractions(XRD)，scanningelectronmicroscopy(SEM)andimpedancespectroscopy(IS)．ItisfoundthatthesinterabilityandpiezoelectricconstantofKNLNTceramicswasenhancedbyannealingat1000℃for20h．Andthedensi

4、tyandpiezoelectricconstantofKNLNTceramicsreachthehighestvaluewithadditionof0．5wt％0．5K20’0．5Na20。2GOD2(gn6)．TransientliquidphasesinteringcometruewithadditionofKNGbyintroducingvacantsiteinKNLNTmatrix．Theseresultsprovideguidancefordevelopmentlead—freepiezoelectri

5、cceramicswithhighproperties．science)ZhangYunpeng(MaterialDirectedbyprof．ChenKepiKEYWORDS：Lead-freepiezoelectricceramics，Potassiumsodiumniobate，Normalsintering,Liquidphasesintering位论文英文摘要第一章引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．11．1压电材料概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

6、⋯⋯⋯．．11．2无铅压电陶瓷研究的意义和现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．2．1无铅压电陶瓷的研究意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．2．2无铅压电陶瓷的研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21．3铌酸钾钠无铅压电陶瓷的研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．51．4铌酸钾钠无铅压电陶瓷的烧结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯71．4．1非传统的烧结方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯71．4．2离子取代促进烧结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一81．

7、4．3烧结助剂促进烧结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．91．5本论文研究的内容及安排⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11第二章实验方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯132．1铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的制备工艺⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．132．1．1实验主要原料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．132．1．2实验主要仪器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯132．1．3无铅陶瓷样品的制各工艺流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯132．2

8、无铅压电陶瓷样品的结构及性能表征方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．182．2．1无铅压电陶瓷样品体积密度的测量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯182．2．2无铅压电陶瓷样品的X射线衍射(XRD)分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一192．2．3无铅压电陶瓷样品的显微结构(SEM)分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯192．2．4无铅压电陶瓷样品的电学性能测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯