对无铅压电陶瓷铌酸钾钠的改性及制备工艺的研究

《对无铅压电陶瓷铌酸钾钠的改性及制备工艺的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、上海大学硕士学位论文对无铅压电陶瓷铌酸钾钠的改性及制备工艺的研究摘要压电陶瓷是一类极为重要的功能材料，大量应用在换能器、驱动器等领域，遍及人类日常生活及生产的各个角落。目前全球在大量使用的压电陶瓷材料仍是含铅的压电陶瓷，其中Pb元素的含量在60％以上。由于铅的易挥发性，在材料生产、使用和废弃物回收处理过程中都会对环境造成巨大污染，而且易对幼儿的智商产生恶劣的影响。随着环保意识的深入人心，国际上正通过各种法律、政策来减少进而杜绝含铅电子产品。碱金属铌酸盐因其良好的压电性能备受各界关注，成为替代含铅压电材料的主要

2、候选。本文选取环境友好型铌酸钾钠陶瓷体系，通过引入助烧剂、元素掺杂和退火等方法，用传统的陶瓷制各工艺制取了(Ko．5Nao．5)Nb03(NKN一Ⅵ和(0．95-x)(Ko．5Nao．5)Nb03．0．05LiSb03．xNaW03(NKN—LS．NW)两大体系的压电陶瓷，系统研究了助烧剂V205、W离子掺杂和退火处理对铌酸钾钠陶瓷性能的影响规律。采用传统陶瓷制备技术研制得到了NKN—V陶瓷，研究了V205含量对NKN陶瓷烧结行为、显微结构和介电性能的影响。结果表明，适量添加V205可以降低NKN烧结温度，提

3、高其致密性。添加量为0．6m01％的陶瓷的相对体密度为98％，介电常数得到提高，低频下的损耗降低，频率稳定性增强。从SEM照片结果可知，V205的添加使瓷体紧密，晶粒更加均匀，但过多的V205(x≥1．2m01％)导致棒状晶粒出现，使陶瓷体密度下降。研究了烧结温度和组分对NKN．LS-NW陶瓷电性能的影响。各组分对于烧结温度十分敏感，仅在10600C下烧结可获得致密的、具有较好电性能的陶瓷。适量的NW掺入(-lm01％)可以改善NKN．LS陶瓷的烧结行为，提高陶瓷的剩余极化值(达21．6uC／cm2)，压电性

4、能无明显影响。但是过量钨的掺入使陶瓷的体密度下降，第二相含量增加，导致介电、铁电、压电性能都有下降。本文还研究了退火对掺钨的NKN．LS陶瓷性能的影响。退火后介电常数和损耗都提高，正交相．四方相转变温度(To-T)和四方相．立方相转变温度(Tc)均提高400C左右。钨含量高的组分(x=4．0m01％)退火后电阻率增大明显，增幅为389．7％。退火后NKN．LS试样组分剩余极化由16．81．tC／em2增大至V上海大学硕士学位论文对无铅压电陶瓷铌酸钾钠的改性及制备工艺的研究23．5pC／era2，矫顽场无明显变

5、化；钨含量为1．0m01％的试样铁电性能无明显变化；但是对于x=O．02组分和x=O．04组分，退火后仍未得到饱和的、正常的电滞回线。关键词：铌酸钾钠，介电性能，无铅压电陶瓷，漏电流，退火Vl上海大学硕士学位论文对无铅压电陶瓷铌酸钾钠的改性及制备工艺的研究ABSTRACTPiezoelectricceramicsisoneofthemostimportantfunctionalmaterialswhichisappliedtoourdailylivesandindustryfieldwidely,suchas

6、sensorsanddrivers．Atpresent，thepiezoelectricceramicsinusearestilltraditionallead-basedpiezoelectricceramicswhichcontainPbasmuchas60wt．％．Duetothetoxicityofleadoxideanditshi曲vaporpressureduringpreparing，usinganddiscardingofthematerialswouldpollutetheenvironme

7、nt．Astheconceptionofenvironmentprotectionarising，thelegislation，lawsandgovernmentinstructionsonwasteelectricalelectronicequipmenthavebeenissued．Theuseofhazardoussubstancesuchasleadinelectricpartisprohibitedintheinternationalcommunity．Thesearchforleadfreepie

8、zoelectricceramicsnowisfocusedonalkalineniobatecompounds．Inthispaper,场05，Na,彤Li。SbelementsweredopedintothepotaSsiumsodiumniobateceramics，(K0．5Na0．5)Nb03(NKN—V)and(O．95一x)(K0．5Na0．5)Nb03—0．05LiSb03-xNaW