学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

KNN基无铅压电陶瓷的制备及其性能研究

作　者: 郝继功
导　师: 徐志军
学　校: 聊城大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 无铅压电陶瓷 (K0.5Na0.5)NbO3基 掺杂改性 相结构 电学性能
分类号: TM282
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 52次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


在众多的无铅压电陶瓷体系中,(K0.5Na0.5)NbO3（KNN）基陶瓷因其高的机电耦合系数和高居里温度,而成为发展环境友好型无铅压电陶瓷的热点材料。本文分别从离子取代改性、助熔剂改性和引入第二组元三个方面对KNN基陶瓷进行了掺杂改性研究。主要内容及结论如下:1.研究了Li+、Sr2+和Sb5+离子掺杂对KNN陶瓷相组成和电学性能的影响。掺杂后陶瓷的相结构由斜方相逐渐过渡到四方相,并在相转变区域处,陶瓷的铁电、压电性能得到较大提高,例如(K0.5Na0.5)0.90Li0.06Sr0.02Nb1-xSbxO3(KNLSN-Sbx;x = 0.01时,Pr = 20.5μC/cm2、d33 = 145 pC/N、kp = 38%);(K0.5Na0.5)0.96-xLixSr0.02Nb0.98Sb0.02O3 (KNSNS-Lix;x = 0.04时,Pr = 20.4μC/cm2、d33 = 142 pC/N、kp = 38.2%)。此外,Sb掺杂量的增大引起KNSN-Sbx和KNLSN-Sbx两个体系材料介电性能的改变,高含量Sb掺杂陶瓷材料的介电峰宽化,并表现出典型弛豫性铁电体的特性。2.研究了助熔剂MnO2、K4CuNb8O23（KCN）及Bi2O3对(K0.5Na0.5)0.94Li0.06NbO3 （KNLN6）陶瓷相结构、微观形貌和电学性能的影响。KNLN6陶瓷随着助熔剂MnO2和KCN的掺入,陶瓷的相结构均由四方相为主的两相共存结构过渡到斜方相结构。MnO2、Bi2O3抑制KNLN6陶瓷的晶粒生长,而KCN却促进KNLN6陶瓷晶粒生长并在高含量掺杂时出现晶粒异常长大现象。不同助熔剂的掺入均消弱了KNLN6陶瓷的铁电性,并使材料表现出“硬化”特征:材料的压电常数d33、平面机电耦合系数kp和介电损耗tanδ整体下降,机械品质因数Qm则大大提高。3.研究了第二组元(Bi0.5Na0.5)TiO3（BNT）对KNLN6陶瓷的微观结构、电学性能以及温度稳定性的影响。BNT的引入使得KNLN6陶瓷的斜方?四方两相共存结构变为单一的四方相结构。随着BNT的掺入,KNLN6陶瓷的晶粒尺寸逐渐变小。BNT使KNLN6陶瓷在室温附近的多晶转变点PPT移至室温以下,大大提高了KNLN6陶瓷的温度稳定性:适量BNT掺杂陶瓷材料的剩余极化强度Pr和平面机电耦合系数kp在室温到180℃区间内变化平稳,温度系数较小。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
前言  8-10
第一章 绪论  10-26
  1.1 引言  10
  1.2 压电陶瓷概述  10-11
  1.3 无铅压电陶瓷  11-16
  1.4 铌酸钾钠基无铅压电陶瓷研究进展  16-23
  1.5 本课题的研究背景、思路及内容  23-26
第二章 实验过程  26-30
  2.1 原料  26
  2.2 陶瓷试样的制备  26-27
  2.3 陶瓷样品结构和性能表征  27-30
第三章 离子取代掺杂KNN 无铅压电陶瓷的研究  30-51
  3.1 Sr、Sb 掺杂对KNN 陶瓷相结构和电学性能的影响  30-39
  3.2 Li、Sr 和Sb(变量)掺杂对KNN 陶瓷相结构和电学性能的影响  39-44
  3.3 Li(变量)、Sr 和Sb 掺杂对KNN 陶瓷相结构和电学性能的影响  44-50
  3.4 本章小结  50-51
第四章 助熔剂掺杂(K_(0.5)Na_(0.5))_(0.94)Li_(0.06)NbO_3陶瓷的研究  51-70
  4.1 Mn0_2 掺杂KNLN6 无铅压电陶瓷的研究  51-58
  4.2 KCN 掺杂KNLN6 无铅压电陶瓷的研究  58-63
  4.3 KCN 和Bi_20_3 共掺杂KNLN6 无铅压电陶瓷的研究  63-69
  4.4 本章小结  69-70
第五章 第二组元BNT 掺杂KNLN6 陶瓷的研究  70-81
  5.1 晶体结构分析  70-71
  5.2 微观形貌和致密度分析  71-73
  5.3 压电性能分析  73-74
  5.4 介电性能分析  74-75
  5.5 铁电性分析  75-76
  5.6 温度稳定性分析  76-79
  5.7 本章小结  79-81
第六章 全文主要结论、创新点及进一步的工作建议  81-84
  6.1 主要结论  81-82
  6.2 创新点  82
  6.3 进一步的工作建议  82-84
参考文献  84-92
致谢  92-93
攻读硕士学位期间发表的论文及申请的专利  93-95

相似论文

  1. 掺杂锐钛矿型二氧化钛光催化性能的第一性原理计算,O643.36
  2. 钛基金属氧化物涂层电极的制备及应用研究,X703
  3. B_4C/Al抗毁伤复合材料的制备和性能,TB333
  4. 受限二嵌段共聚物的微相结构,O469
  5. 稀土元素对AB_n（n=3.3，3.5）型储氢合金相结构和电化学性能的影响研究,TG139.7
  6. La-Mg-Ni系A_2B_7型贮氢合金相结构与电化学性能的研究,TG139.7
  7. La_(15-x)Nd_xFe_(14)Ni_(64)Mn_5B_2(x=0-6)贮氢合金的结构和电化学性能研究,TG139.7
  8. NBT陶瓷粉体的水热合成及其形貌影响因素的研究,TB383.1
  9. （Ba，Sr）TiO_3基无铅陶瓷介电材料的研究,TB34
  10. 悬浮法PEB-g-MAN的合成及其增韧SAN树脂的研究,TQ320.7
  11. 钛酸钡基无铅压电陶瓷压电性能的研究,TM282
  12. 氧化锌晶须/锆钛酸铅压电复合材料的制备与性能研究,TQ174.1
  13. K_(0.5)Na_（0.5）NbO_3基于铅压电陶瓷的制备与改性研究,TM282
  14. 导电沥青混凝土融雪化冰的有限元模拟,TU528
  15. 稀土改性CaMnO_3粉体的制备及其电性能,TB383.3
  16. 无铅压电陶瓷(K_(0.44))Na_(0.52)Li_(0.04))(Ta_(0.2)Nb_(0.8))O_3-xCeO_2的制备与性能研究,TM282
  17. 多组分ZnO基非线性电阻特性的研究,TM54
  18. Li_4Ti_5O_（12）材料的合成及掺杂改性研究,TM912
  19. 锂离子电池正极材料球形LiFePO_4的水热合成及性能研究,TM912
  20. Ce替代La对La_（15）Fe_（77）B_8型储氢电极合金结构及性能的影响,TG139.7

中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电工材料 > 电工陶瓷材料 > 压电陶瓷材料
© 2012 www.xueweilunwen.com