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《(Na,K)NbO3 基无铅压电陶瓷的研究进展》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、·510·硅酸盐学报2010年硅酸盐学报第38卷第3期Vol.38,No.32010年3月JOURNALOFTHECHINESECERAMICSOCIETYMarch,2010(Na,K)NbO3基无铅压电陶瓷的研究进展沈宗洋,李敬锋(清华大学材料科学与工程系,新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,北京100084)摘要:本文主要综述近几年来国内外有关(Na,K)NbO3基无铅压电陶瓷体系的加压固相烧结技术、液相助烧致密化技术、掺杂改性、相结构调控以及相关机理研究方面的研究进展和动向,并展望该陶瓷体系在医疗超声换能器技术方面的应用前景。关键词
2、:无铅压电陶瓷;铌酸钠钾;钙钛矿;铁电体;容差因子;综合评述中图分类号:TB34;TM22+5;TM282文献标志码:A文章编号:0454–5648(2010)03–0510–011ADVANCESINRESEARCHESON(Na,K)NbO3-BASEDLEAD-FREEPIEZOELECTRICCERAMICSSHENZongyang,LIJingfeng(StateKeyLaboratoryofNewCeramicsandFineProcessing,DepartmentofMaterialsandEngineering,Tsin
3、ghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:Thispapermainlyreviewsrecentadvancesindevelopmentof(Na,K)NbO3-basedlead-freepiezoceramicsystem,includingthepressurizedsolid-statesinteringprocess,liquid-phase-assistedsinteringprocess,chemicalcompositionmodification,phasestruc-t
4、urecontrolling,andrelatedmechanismstudies.Inaddition,theapplicationperspectiveson(Na,K)NbO3-basedlead-freepiezoceram-icsformedicalultrasonictransducersarealsointroduced.Keywords:lead-freepiezoelectricceramics;potassiumandsodiumniobate;perovskite;ferroelectrics;tolerancefa
5、ctor;review压电陶瓷作为一类重要的功能陶瓷,在电子信带来严重危害,溶解在酸雨中的铅可以通过水和动息、超声换能、传感器、无损检测等技术领域已获植物而直接或间接地侵入人体,从而影响人的神经[1]得广泛应用。压电材料及器件具有直接实现电能系统;因此新型环境友好的压电陶瓷材料已经成为与机械能直接转换的功能,其工作原理源自力–电耦世界发达国家研发的热点材料之一,(Na,K)NbO3合的压电效应,涉及材料、物理、力学等多学科交基无铅压电陶瓷是目前最受关注的无铅压电陶瓷体[2][6–7]叉。压电材料不仅用途广泛,而且其相关材料科系。学与应用技
6、术的研究一直经久不衰。实际上,早在1959年,美国学者Egerton和目前,市场上大规模使用的压电陶瓷材料体系Dillon就研究了(Na,K)NbO3陶瓷体系的压电性,主要是铅基压电陶瓷,即PbTiO3–PbZrO3、PbTiO3–并且在摩尔比n(Na)/n(K)=1时,即在(Na0.5K0.5)NbO3PbZrO3–ABO3(ABO3为复合钙钛矿型铁电体)及陶瓷中获得机电耦合系数峰值,这是碱金属铌酸盐[3–5][8]PbTiO3系压电陶瓷等。铅系压电陶瓷具有优异陶瓷研究的开端。在此之前,Cross在1958年曾[9]的压电性能,并且可以
7、通过掺杂取代来调节其性能报道(Na1–xKx)NbO3单晶的双电滞回线,Shirane[10]以满足不同需求,但是这些陶瓷材料中PbO(或等在1954年报道(Na,K)NbO3体系的介电性能Pb3O4)的质量约占60%左右。铅基压电材料在生产、和相转变行为特征;但是,传统陶瓷制备工艺很难使用及废弃后的处理过程中都会给人类及生态环境获得致密的(Na,K)NbO3陶瓷,Egerton和Dillon收稿日期:2009–06–13。修改稿收到日期:2009–07–06。Receiveddate:2009–06–13.Approveddate:20
8、09–07–06.基金项目:国家自然科学基金(50772050;50921061)及国家“973”重点Firstauthor:SHENZongyang(1979–),male,Doctor.基