Ag+掺杂Na0.5K0.5NbO3无铅压电陶瓷的无压烧结及性能研究

稀有金属材料与工程, 2007, 36(z1): 509-512.

Ag+掺杂Na0.5K0.5NbO3无铅压电陶瓷的无压烧结及性能研究

张利民 ^1, , 张波萍 ^2, , 李敬锋 ^3, , 丁晓年 ^4, , 张海龙 ^5,

1.北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083;河北理工大学材料学院,河北,唐山,063009

2.北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083

3.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

4.北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083

5.北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083

基金项目: 国家自然科学基金(50325207;50572008) 教育部跨世纪优秀人才培养计划(NCET-04-0105)

关键词：无铅压电陶瓷 , Na0.5K0.5NbO3 , Ag+掺杂 , 压电性能

Properties of Ag+ Doped Na0.5K0.5NbO3 Lead-Free Piezoelectric Ceramics Fabricated by Normal Sintering

铅基压电陶瓷在制备、使用及废弃处理过程中都会造成环境污染,随着环保意识的增强,无铅压电陶瓷必将逐步替代铅基压电陶瓷.Na0.5K0.5NbO3是一种很有潜力的无铅压电陶瓷,掺杂各种元素提升Na0.5K0.5NbO3陶瓷的压电性能成为当今研究热点之一.本研究以Ag2O、Na2CO3、K2CO3、Nb2O5为原料,经750 ℃焙烧分别合成了Na0.5K0.5NbO3和AgNbO3粉料,再经配料、混料与成型,在1060 ℃埋粉烧结,制备出Ag+掺杂的Na0.5K0.5NbO3无铅压电陶瓷(xAgNbO3-(1-x)Na0.5K0.5NbO3,ANKN),并在较宽成分范围内(Ag+含量,x=0～50 at%)系统研究了Ag+掺杂对ANKN陶瓷性能的影响.XRD结果表明,ANKN陶瓷的主相为钙钛矿型结构,当x＞16 at%,开始出现K5.75Nb10.85O30杂相,随着Ag掺杂量的增加,杂相的衍射峰增强.电学性能测试结果表明,当x＜20 at%,随Ag掺杂量的增加ANKN陶瓷的压电常数、介电常数等略有升高;当x＞20 at%,ANKN陶瓷的各项性能均开始降低;Ag掺加量为x=16 at%时ANKN陶瓷性能最佳,压电常数d33达到110 pC/N,平面机电耦合系数kp为30%,相对介电常数εr为358,居里温度Tc为300 ℃.

参考文献

[1]	肖定全,万征.环境协调型压电铁电陶瓷[J].压电与声光,1999(05):363-366.
[2]	肖定全.关于无铅压电陶瓷及其应用的几个问题[J].电子元件与材料,2004(11):62-65.
[3]	彭春娥,李敬锋.无铅压电陶瓷材料的应用及研究进展[J].新材料产业,2005(03):45-51.
[4]	Matthias B T;Remeike J .[J].Physical Review,1951,82:727.
[5]	Shiyane G;Newham R;Pepinsky R .[J].Physical Review,1954,96:581.
[6]	赁敦敏,肖定全,朱建国,余萍,鄢洪建.铌酸盐系无铅压电陶瓷的研究与进展--无铅压电陶瓷20年专利分析之四[J].功能材料,2003(06):615-618.
[7]	Jaeger R E;Egerton L .[J].Journal of the American Ceramic Society,1962,45(05):209.
[8]	Zhang Boping;Zhang Limin;Li Jingfeng et al.[J].Materials Science Forum,2004,475-479:1165.
[9]	张利民,张波萍,李敬锋,张海龙,王轲.Na0.5K0.5NbO3无铅压电陶瓷放电等离子烧结的制备工艺[J].稀有金属材料与工程,2005(z2):994-997.
[10]	Li Jingfeng;Wang Ke;Zhang Boping et al.[J].Journal of the American Ceramic Society,2006,89(02):706.
[11]	Saito Yasuyoshi;Takao Hisaaki;Tani Toshihiko et al.[J].NATURE,2004,432:84.
[12]	Egerton L;Dillon Dolores M .[J].Journal of the American Ceramic Society,1959,42(09):438.
[13]	Narayana Murty S .[J].Ferroelectrics,1994,154:171.
[14]	Birol H;Damjanovic D;Setter N .[J].Journal of the European Ceramic Society,2006,26:861.
[15]	Guo Yiping;Kakimoto Kenichi;Ohsato Hitoshi .[J].Applied Physics Letters,2004,85:4121.
[16]	Zhang Limin;Zhang Boping;Li Jingfeng.[J].J China Ceram Soc,2007
[17]	Kanin A;Kwapulinski J K .[J].J Phs:Condens Matter,1999,11:8933.
[18]	Kania A;Miga S .[J].Materials Science and Engineering,2001,B86:128.

上一张下一张

计量

下载量()
访问量()

作者相关

文章评分

您的评分：
1

0%
2

0%
3

0%
4

0%
5

0%

材料期刊网