2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、鈦酸鉍鈉(Na<,0.5>Bi<,0.5?)TiO<,3>(簡稱NBT)是一類鈣鈦礦型的A位離子復(fù)合取代鐵電體,其居里點(diǎn)(Tc)為320℃,在室溫下具有很強(qiáng)的鐵電性,被認(rèn)為是無鉛壓電陶瓷最有希望的候選材料之一。本論文采用傳統(tǒng)固相法、熔鹽法和水熱法制備了NBT基([Bi<,0.5>(Na<,1-x-y>K<,x>Li<,y>)<,0.5>]TiO<,3>)陶瓷粉體,系統(tǒng)研究了粉體的合成方法與制備工藝;研究了NBT基陶瓷材料的極化行為和壓電

2、性能,分析了NBT基陶瓷的壓電性能與組成、結(jié)構(gòu)之間的相關(guān)性,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果探討了NBT基陶瓷的鐵電本質(zhì)及其對材料壓電性能的影響與作用規(guī)律。 本文采用傳統(tǒng)固相法和熔鹽法合成NBT基陶瓷粉體,確定了合適的制備工藝條件。分別采用XRD分析所得產(chǎn)物的相組成。通過分析對比,得到了固相反應(yīng)溫度對相組成的影響,研究證實(shí),固相法合成NBT基陶瓷粉體的理想工藝參數(shù)為850℃-2h;熔鹽法制備粉體的理想工藝參數(shù)為700℃-4h。由SEM形貌分析結(jié)果

3、表明,采用兩種方法合成的NBT粉體的晶粒發(fā)育都比較完整,且晶粒尺寸相當(dāng);但采用固相合成法所得到的粉體的顯微形貌圖片中明顯可見類似“膠狀”的物質(zhì)黏附于晶體顆粒表面,推測可能為殘留的Bi<,2>O<,3>相;而采用熔鹽法得到的BNT粉體其晶體顆粒比較清晰,未見有其它雜相存在的跡象。此外,還采用水熱法合成NBT陶瓷粉體,進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)并分析,確定合適的合成條件。在160℃下礦化劑NaOH濃度為12mol/L時反應(yīng)24h可以得到晶體發(fā)育完整、完全

4、立方晶相的NBT陶瓷超細(xì)粉體。 確定了熔鹽法和傳統(tǒng)固相法制備NBT基陶瓷樣品的燒結(jié)工藝:在1150℃下保溫2h。從極化電壓、極化溫度和極化時間三個方面考察了NBT基陶瓷的極化行為,研究了極化條件對壓電常數(shù)d<,33>的影響,確定了合適的極化條件:在80-90℃的油浴中,加直流電場為3.5kV/mm極化20mn。 壓電性能的測試結(jié)果表明:熔鹽法制備的陶瓷樣品最大d<,33>可以達(dá)到160pC/N,而相對應(yīng)的傳統(tǒng)固相法制備的

5、陶瓷樣品只有110pC/N。隨著K<'+>、Li<'+>含量的變化,熔鹽法和傳統(tǒng)固相法的壓電性能都呈現(xiàn)同一趨勢:隨著Li<'+>含量的升高,壓電常數(shù)明顯呈上升趨勢;隨著K<'+>摻雜量的增多,壓電常數(shù)呈先升后降的趨勢。鐵電性能的測試結(jié)果表明:隨著K<'+>、Li<'+>含量的變化,NBT基陶瓷鐵電性能與壓電性能的變化規(guī)律存在明顯的對應(yīng)關(guān)系。摻雜適量的K<'+>、Li<'+>,降低了矯頑場Ec(7.3kV/mm→3.06kV/mm),保持

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