流延法制备铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的性能研究

人工晶体学报, 2015, 44(8): 2199-2204.

流延法制备铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的性能研究

刘奕君 ^1, , 李月明 ^2, , 沈宗洋 ^3, , 王竹梅 ^4, , 廖润华 ^5, , 洪燕 ^6,

1.景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院,景德镇,333403

2.景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院,景德镇,333403

3.景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院,景德镇,333403

4.景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院,景德镇,333403

5.景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院,景德镇,333403

6.景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院,景德镇,333403

基金项目: 江西省教育厅科技落地计划(KJLD12084,KJLD13076) 国家自然科学基金(51262011) 江西省青年科学家培养对象计划(20142BCB23020) 景德镇陶瓷学院研究生创新基金项目(JYC1303) 江西省科技支撑计划(20111BBE50019,20132BBE50014)

关键词：无铅压电陶瓷 , 铌酸钾钠 , 流延成型 , K0.5Na0.5NbO3

Research of Potassium-sodium Niobate Based Lead-free Piezoelectric Ceramics Prepared by Tape Casting Process

Keywords： lead-free piezoelectric ceramic , potassium sodium niobate , tape casting process , K0.5Na0.5NbO3

通过流延成型技术,以片状K0.5Na0.5NbO3(简称为KNN)粉体为模板,结合掺杂改性后的基料粉体(K0.45Na0.55)0.98Li0.02(Nb0.77Ta0.18Sb0.05)O3-0.005BaZrO3(简称为KNNLST-BZ)流延制备出KNN基无铅压电陶瓷,研究了不同的工艺参数(烧结温度、烧结次数)对于KNNLST-BZ织构化陶瓷的电学性能、显微结构的影响.结果表明:模板含量为20wt％的KNNLST-BZ织构化陶瓷在1145℃下保温2h呈现出优异的性能:压电常数d33=204 pC/N,横向机电耦合系数k31=23％,剩余极化强度Pr=26 μC/cm2,矫顽场Ee=1.2 kV/mm.同时该织构化陶瓷在1145℃下烧结2次能得到更优的电学性能:d33 =248 pC/N,k31=32.54％,Pr=38 μC/cm2,Ec=1.2 kV/mm,介电损耗tanδ=6.38％,机械品质因数Qm=16.76,介电常数εT33/ε0=913.7,横向伸缩振动频率常数N1=2244.

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