BNT基無(wú)鉛壓電陶瓷材料的制備與改性研究.pdf

1、鉛基PZT材料在壓電陶瓷領(lǐng)域一直占據(jù)著研究和應(yīng)用的主導(dǎo)地位。但是在制備過(guò)程中存在著鉛的揮發(fā)，不僅使陶瓷的化學(xué)計(jì)量比偏離，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。隨著人們對(duì)生存環(huán)境質(zhì)量要求的提高，無(wú)鉛壓電陶瓷材料就倍受壓電材料研究領(lǐng)域關(guān)注，而B(niǎo)i0.5Na0.5TiO3（簡(jiǎn)稱BNT）目前被認(rèn)為是最有希望取代鉛基壓電陶瓷材料的無(wú)鉛壓電陶瓷材料。
　　本文選取BNT陶瓷體系，通過(guò)固相燒結(jié)法制備了Bi0.5Na0.5TiO3-NaNbO3(簡(jiǎn)稱BNT-NN)

2、二元系壓電陶瓷；并對(duì)制備工藝、Ta摻雜改性以及材料的抗老化性進(jìn)行了研究，獲得了壓電、介電性能更好的壓電材料。
　　首先，研究了樣品的制備技術(shù)、工藝流程、預(yù)燒溫度、燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間以及極化條件等，確定出最佳的制備方法、工藝流程和技術(shù)參數(shù)。當(dāng)預(yù)燒溫度為900℃、燒結(jié)溫度為1200℃、保溫120min時(shí)制備出的樣品壓電、介電性能最佳，其中壓電常數(shù)d33=96pC/N、機(jī)電耦合系數(shù)KP=0.176、相對(duì)介電常數(shù)ε33T/ε0=342，介

3、電損耗tgδ基本維持在0.0432附近。
　　其次，詳細(xì)研究了Ta元素的摻雜對(duì)BNT-NN二元系無(wú)鉛壓電陶瓷材料的微觀結(jié)構(gòu)、壓電性能、介電性能、機(jī)電耦合系數(shù)等的影響。研究表明：當(dāng)Ta含量小于0.4mol時(shí)，BNT-NNT壓電陶瓷材料的壓電常數(shù)、介電常數(shù)和居里溫度等隨著Ta含量的增加而增大；當(dāng)Ta含量大于0.4mol時(shí)，壓電性能出現(xiàn)下降趨勢(shì)，而介電性能增大到一定程度后趨于平穩(wěn)。可見(jiàn)，適量的摻雜Ta元素有利于提高BNT-NN二元系無(wú)鉛