铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的研究现状和发展水平

为了保护环境、实现绿色发展,压电陶瓷的无铅化是未来发展的主要目标。铌酸钾钠基无铅压电陶瓷(KNN)因为具有较高的居里温度和较好的机械品质因数,被认为是最有可能取代锆钛酸铅的材料之一。综述了KNN的烧成工艺、KNN的研究现状和发展水平、KNN的实际应用以及KNN基无铅压电陶瓷的研究现存问题,最后对KNN的发展趋势简单进行了总结。

Ta掺杂和烧结气氛对KNN基无铅压电陶瓷的微观结构和压电性能的影响

为了探究掺杂以及不同烧结气氛对陶瓷的微观结构以及压电性能的影响。通过传统固相法制备并分别在空气和还原气氛条件下烧结了0.96K_(0.48)Na_(0.52)Nb_(1-x)Ta_(x)Q_(3)-0.04BaZr0_(3)-0.3%MnCO_(3)陶瓷。研究表明:不同气氛烧结的陶瓷均为纯钙钛矿结构,陶瓷相结构为菱方相与正交相共存,且Ta的掺杂抑制了氧空位的产生。当掺杂量为0.10时,还原烧结气氛下性能最优:d_(33)=172 pC/N,d_(33)^(*)=294 pm/V,k_(p)=24.9,ε_(33)^(T)=820,tanδ=0.021,且性能优于同组分在空气下烧结的样品(d_(33)=142 pC/N,d_(33)^(*)=220 pm/V,k_(p)=21.1,ε_(33)^(T)=593,tanδ=0.022)。还原气氛可以抑制晶粒生长,促进陶瓷的致密化,进而提高陶瓷样品的压电性能。