鈦酸鉍鈉和鈮酸鉀鈉無鉛陶瓷的兩段法燒結(jié)工藝及性能研究.pdf

1、(Bi0.5Na0.5)TiO3基和(K0.5Na0.5)NbO3基無鉛壓電陶瓷因其具有良好的鐵電和壓電性能,被認(rèn)為是最具有實用化可能的無鉛壓電陶瓷。兩段法燒結(jié)工藝作為一種新穎的燒結(jié)方法,可以有效的抑制晶粒的長大,同時降低材料的燒結(jié)溫度,被廣泛的應(yīng)用于陶瓷的制備中。本文以0.94(Bi0.5Na0.5)TiO3—0.06BaTiO3(BNT-BT)和(K0.5Na0.5)NbO3(KNN)這兩個體系作為研究對象,使用檸檬酸鹽法制備各自粉

2、體,然后將兩段法燒結(jié)工藝應(yīng)用到陶瓷的制備過程中,并對壓電陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)、致密化行為以及電性能進(jìn)行研究。
　　 第一部分,采用檸檬酸鹽法合成BNT-BT粉體,對粉體的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征,而后將兩段法燒結(jié)工藝應(yīng)用于陶瓷的制備中。這部分詳細(xì)研究了燒結(jié)制度對材料的致密化行為、晶粒生長以及電性能的影響。實驗結(jié)果顯示首先在1150℃下預(yù)燒得到78％的中間密度,然后快速冷卻到1050℃,保溫20個小時,能夠得到相對密度為95％,晶粒尺寸為85

3、0nm的具有優(yōu)良電性能(d33～170pC／N,kp～0.26,Qm～102)的壓電陶瓷。在這個燒結(jié)制度下晶界擴散得以維持,同時晶界遷移被有效抑制。此外,陶瓷經(jīng)過1200℃預(yù)燒,可以將其燒結(jié)溫度降低到950℃,這樣可以有效的抑制Bi、Na元素的揮發(fā)。晶粒尺寸的減小和化學(xué)計量偏差的抑制共同影響著材料的性能。
　　 第二部分,以Nb2O5為原料,自制可溶性鈮源,利用檸檬酸鹽法制備KNN粉體,用兩段法燒結(jié)工藝對KNN壓電陶瓷進(jìn)行燒結(jié)。