鈮酸鍶鋇陶瓷的制備及其電卡效應(yīng).pdf

1、電卡效應(yīng)因為其制冷的技術(shù)成本低、能源轉(zhuǎn)換率高以及環(huán)保等優(yōu)勢而備受關(guān)注。SrxBa1-xNb2O6陶瓷是非充滿型鎢青銅結(jié)構(gòu)的典型代表，因為具有優(yōu)異的鐵電、壓電、熱釋電以及非線性光學(xué)性能，是制備電卡效應(yīng)的優(yōu)選材料。本文研究了SrxBa1-xNb2O6陶瓷的成分、晶體結(jié)構(gòu)、微結(jié)構(gòu)與介電和鐵電性能間的關(guān)系，探討影響該體系材料的介電擊穿場強以及電卡效應(yīng)的因素，尋求提高無鉛陶瓷電卡效應(yīng)的方法。
　　采取放電等離子燒結(jié)法(以下簡寫成SPS)制備

2、出了晶粒小且致密度高的SrxBa1-xNb2O6（簡稱SBN）(x=0.4，0.5，0.6)陶瓷，通過掃描電子顯微鏡以及介電溫譜和鐵電性能的對比分析，可知SPS樣品的晶粒尺寸比傳統(tǒng)固相燒結(jié)法（以下簡寫成CS）的小;隨著晶粒尺寸的減小，介電常數(shù)減小。通過測量SPS和CS兩種燒結(jié)方法制備的SBN40、SBN50和SBN60陶瓷在不同溫度下的極化值，可知不同的燒結(jié)方法會影響陶瓷的鐵電性能，從而影響其電卡效應(yīng)。SPS制備的SBN40、SBN50

3、以及SBN60陶瓷的晶粒尺寸小，致密度比CS試樣的高，介電擊穿場強可以達到80kV/cm，比起CS的試樣高出將近一倍。在105℃及電場變化ΔE=80kV/cm時，其ΔT值為0.51℃。ΔS為0.57J/(kg·K)，比CS制備的試樣提高了0.1℃。
　　采用化學(xué)共沉淀法合成SBN陶瓷粉末，研究合成條件沉淀劑的滴加方式、pH值、煅燒溫度及煅燒時間對產(chǎn)物的影響規(guī)律，本文以硝酸鍶和乙酸鋇以及草酸鈮作為前驅(qū)體，以碳酸銨作為沉淀劑。在pH=

4、10.5，煅燒溫度為700℃，合成SBN40陶瓷粉末，在pH=11，煅燒溫度為800℃合成SBN50陶瓷粉末，提高鋇前驅(qū)體的計量比分別至1.15和1.30，才能在pH=11，800℃得到單相的SBN60和SBN75陶瓷粉末。該方法與現(xiàn)有文獻采用HF溶解Nb2O5的方法相比，制備過程簡單，避開了環(huán)境污染嚴重的HF。共沉淀法制備的SBN陶瓷粉末晶粒尺寸約為100nm左右，CS制備的SBN陶瓷粉末晶粒尺寸約為2μm，小了20倍左右。共沉淀法合