热压及低氧分压烧结(K0.5Na0.5)NbO3基陶瓷及其结构和电学性能研究

来源 :陕西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:djjsl
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
(K0.5Na0.5)NbO3(KNN)基无铅压电陶瓷是一种ABO3型钙钛矿铁电体,该类陶瓷凭借其环境友好型和优异的铁电、压电性能等优势引发了各国研究人员的关注。然而,由于碱金属K+、Na+在高温烧结过程中极易挥发,因而借助常规烧结的方法很难制备具有高致密度的陶瓷,获得良好的电学性能。本文以KNN基压电陶瓷为研究对象,分别采用传统固相法、热压法及低氧分压烧结法,制备了 KNN基陶瓷,系统地研究了不同制备工艺和氧化物掺杂对陶瓷试样的结构、介电、铁电及压电性能的影响规律。结果如下:(1)采用传统固相反应法和真空热压烧结法分别制备了(K0.5Na0.5)NbO3(KNN)压电陶瓷,并分析了不同烧结方法对KNN陶瓷的微观结构、介电、铁电及其压电性能的影响规律。X射线衍射(XRD)测量结果表明:两种烧结方法所制备的陶瓷试样均具有纯钙钛矿结构;扫描电镜测试发现热压烧结法制备的陶瓷试样具有致密的显微结构和较小的晶粒尺寸;结合紫外可见吸收光谱、阻抗谱测试结果推测得出热压烧结法制备的陶瓷试样具有较低的点缺陷浓度;介温谱曲线测试结果表明,热压烧结法制备的陶瓷试样室温下具有较大的介电常数和较低的介电损耗;电滞回线测试结果表明,与固相反应法制备的试样相比,热压烧结法制备的陶瓷试样具有较大的剩余极化强度(Pr=17.3μC·cm-2),较低的矫顽场(Ec=16kV.cm-1);采用扫描探针显微镜测量了电畴随外电场的演化行为,并进行了分析。(2)采用真空热压烧结方法制备了(K0.5Na0.5)NbO3-0.5mol%Al2O3无铅压电陶瓷,研究了该陶瓷试样的结构和电学性能。XRD测试结果表明陶瓷样品具有纯钙钛矿结构,说明Al3+已完全固溶进KNN晶格;SEM测试结果表明Al3+掺杂促进了陶瓷晶粒的生长;从阻抗分析图谱得出陶瓷样品的电学响应激活能为1.91eV;介温谱上所有频率的曲线均存在两个介电异常峰;结合电滞回线和电致应变测试结果,并与相关文献报道结果进行相比较,发现热压烧结的(K0.5Na0.5)NbO3-0.5mol%Al2O3陶瓷具有良好的铁电和压电性能。(3)在不同的氧分压下(空气、10-12atm、10-16atm)烧结了(K0.5Na0.5)NbO3-2mol%CuO(依次命名为 KNN-A、KNN-B 和 KNN-C)无铅压电陶瓷,并初步探究了不同的烧结氧分压对陶瓷试样的结构和电学性能的影响规律。实验测试结果表明所有陶瓷试样均形成了纯钙钛矿结构;随着烧结氧分压的降低,陶瓷的平均晶粒尺寸减小,KNN-A、KNN-B和KNN-C的平均晶粒尺寸分别为7.8、1.4和1.5μm;温谱结果表明氧分压为10-12 atm时,陶瓷试样的相变温度较高;电滞回线测试表明陶瓷试样的铁电性能随着氧分压的降低而减弱;从阻抗分析图谱得出KNN-A、KNN-B、KNN-C下对应的电学响应激活能分别为0.91、1.97和1.62eV。
其他文献
作为锂离子电池正极材料,层状岩盐结构的Li-Mo-Cr-O具有高达325 mAh g-4的理论比容量。随充放电循环的进行,其阳离子层逐渐转化为无序混排结构。MoO2作为锂离子电池负极材料
伊凡·克里玛是捷克著名的作家,他的作品中有两大主题:政治与性爱。在没有话语权的年代,政治不能被公开讨论,于是他的作品里面更多是通过两性关系去探讨人的生存困境,以及政
社会网络作为大量而复杂信息的载体,正逐渐成为学者们研究的热门领域,越来越多的社区发现算法涌现出来,但是在实际应用中每一种算法都面临着划分质量不高、效率低、适用范围
随着新一代高通量测序技术的发展与应用,基因组学、转录组学等各种组学数据出现急剧增长。一方面,这些生物数据为从网络水平系统研究各种生物分子的功能提供了契机。另一方面
随着海洋平台需求量的不断增加,海洋平台建造企业间的竞争愈来愈激烈。海洋平台项目成本估算值是影响投标价格的重要因素,项目成本估算值越精确,确定的投标价格就越易被接受
本文建立了由缺电子烯烃(β,β-二氰基苯乙烯衍生物、α-氰基肉桂酸乙酯衍生物)、酰胺、NBS三组分一锅法合成邻位氨基卤的新方法。在无机碱催化下,缺电子烯烃与酰胺、NBS在二
沉积物微量元素特征对指示沉积盆地演化历史、沉积环境及沉积物的物质来源具有十分重要的示踪作用。运用地球化学的方法,对华北地台串岭沟组暗色页岩进行微量元素测试分析,来
日益加剧的环境污染和石油资源的短缺,促使科学家们致力于寻找能够代替内燃机的新型储能元件。电化学电容器兼有普通电容器和电池的特性,具有较高的输出功率、快速的充/放电
BL命题逻辑系统是一个相对完备的逻辑系统,对BL命题逻辑系统的研究是数理逻辑的一个重要研究方向,为了进一步研究BL逻辑系统,本文从多个方面对其进行了再研究.首先,定义了 BL
作为煤、天然气以及生物质的高效和清洁利用途径,以合成气(CO和H2)为原料,在催化剂的作用下制备优质液体燃料和高品质化学品的费-托(Fischer-Tropsch,FT)合成反应,已成为缓解