复合掺杂对(K,Na)NbO3压电陶瓷性能的影响

摘 要

压电陶瓷是一种新型的智能材料，由于其压电和逆压电效应，压电陶瓷材料被广泛应用于传感器，超声波传感器和智能结构和许多其他领域，具有广泛的应用。目前，压电陶瓷材料市场的大多是压电锆钛酸铅压电陶瓷，具有良好的压电性能，但其总铅含量超过60%，在生产制造、使用及后期处理过程中将会对环境造成不利的影响，危害人类身体健康。近些年,人们在无铅压电陶瓷的钻研、开发和利用上有很大提高,无铅压电陶瓷的性能比古板PZT 系铅基压电陶瓷尚有很大距离, 其在器件利用上最为显明。因此，根据无铅压电陶瓷的性能，控制应用铅压电陶瓷，无铅压电陶瓷器件的应用的发展是一个重要的研究课题。其中铌酸钾钠（KNN）无铅压电陶瓷具有较高的居里温度，相对较大的机电耦合系数等优点，具有很好的研究前景。随着对KNN基无铅压电陶瓷的深入研究，发现掺杂改性KNN基无铅压电陶瓷高性能的获得和传统意义上的MPB 并非完全相同，而是多型相变行为 。

对本文的研究思路基于这一背景，通过添加第二元系和离子置换，在两个方面来提高压电陶瓷铌酸钾钠的电性能，建立良好的无铅压电陶瓷材料

关键词：无铅  压电陶瓷  铌酸钠钾   KNN  电学性能，

Abstract

....

Keywords: lead-free， piezoelectric  ceramics,  sodium  potassium  niobate,  KNN,  piezoelectric properties,

目录

1.引言 1

2.压电材料概述 3

2.1  压电材料的压电效应及晶体的压电性 3

2.2  压电材料的铁电性 3

2.3  压电材料的分类 4

2.4  压电陶瓷的晶体结构 5

2.4.1  钙钛矿型结构 5

2.4.2  铌酸锂型结构 6

2.4.3  钨青铜型结构 7

2.4.4  铋层状型结构 8

2.5  压电陶瓷材料的主要应用 8

3.压电陶瓷的制备工艺与性能 9

3.1  压电陶瓷的制备 9

3.1.1配料 9

3.1.2混合和粉碎 10

3.1.3预烧 10

3.1.4成型 10

3.1.5排塑 11

3.1.6烧结 11

3.1.7极化 12

3.2 压电陶瓷的性能 12

3.2.1 压电常数（d） 12

3.2.2 介电常数(ξr) 13

3.2.3 机电耦合系数(K) 13

3.2.4 介质损耗 13

3.2.5 机械品质因数 13

4 KNN–BKT–BZ 无铅压电陶瓷的电性能研究 15

4.2  样品的制备 15

4.3  Li 含量对 KNNLx–BKT–BZ 陶瓷的影响 17

4.3.1 KNNLx–BKT–BZ 陶瓷的物相结构 19

4.3.2 KNNLx–BKT–BZ 陶瓷的密度与显微结构 20

4.3.3 KNNLx–BKT–BZ 陶瓷介电性能 22

4.3.4 KNNLx–BKT–BZ 陶瓷的电性能 23

4.3.5 KNNLx–BKT–BZ 陶瓷的电性能稳定性 24

5.  结论 25

6.  经济分析报告 26

致  谢 27

参 考 文 献 28