无铅压电陶瓷K0.5Na0.5NbO3-xSiO2的制备与性能研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuncat
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材料是人类社会生产生活的物质基础,材料的发展推动着人类物质文明的发展和社会的进步。纵观世界科技发展,历史性的技术革新往往始于材料的革新。20世纪70年代人们将材料、能源和信息并列成为当代科学技术的三大支柱。20世纪80年代一场以新型材料、生物技术和信息技术为标志的新技术革命在世界范围内兴起。我国把新型材料列为“863”高新技术发展规划的7个重要研究领域之一,随后被“973”计划列为重要研究项目。陶瓷材料做为传统的材料也在这场高新技术革命中得到了迅猛的发展。随着人类环境保护意识的增强和可持续发展战略的提出无铅压电陶瓷的研究得到了人们的广泛关注。目前国内外对无铅压陶瓷的研究都十分的活跃,陶瓷材料已经成为国计民生中不可或缺的支柱材料之一。众多无铅材料中铌酸钾钠(KNN)以优异的铁电、压电性能及热释电性能备受瞩目。因此本文制备了二氧化硅掺杂的铌酸钾钠陶瓷并展开了一系列的研究。我们首先进行了陶瓷的烧结和样品的制备,随后用X射线衍射和电子显微技术等对陶瓷材料进行了结构表征,最后通过对介电温谱、电滞回线和压电参数等对陶瓷材料的性能进行了研究:(1)用传统固相法烧结出了不同二氧化硅掺杂浓度的铌酸钾钠压电陶瓷,并通过抛光制作电极等制作出陶瓷样品,采用X射线衍射技术对陶瓷样品的物相和结构进行表征。利用电子扫描电镜对陶瓷的微观结构进行了分析研究,并探讨了二氧化硅掺杂对陶瓷结构的影响。对烧结温度和样品质量进行总结并探讨了二氧化硅的助烧作用。(2)通过对陶瓷样品进行介电测试得到陶瓷样品的介电常数随温度变化曲线和介质损耗随温度变化曲线,经分析陶瓷材料的介电性能得到陶瓷材料的相变温度。对陶瓷样品经铁电测试得到相应的电滞回线进行研究,并探讨了二氧化硅对陶瓷材料铁电性能的影响。(3)用准静态法和谐振反谐振法测量得到陶瓷的压电参数:压电常数,机电耦合系数,机械品质因数等。本论文制备的陶瓷材料各项性能均优于未掺杂的陶瓷。二氧化硅有效降低了陶瓷的烧结温度并提高了陶瓷的致密度,二氧化硅是一种良好的助烧剂。
其他文献
本文系统研究了4氢碳化硅(4H-SiC)材料的物理性质,分析计算了4H-SiC宽禁带半导体材料的禁带宽度Eg和载流子迁移率μ等材料参数,并依据文献报导的4H-SiC的电离率特性曲线推算出用