免费论文摘要：铌酸钾钠无铅压电陶瓷的水热制备和尖端放电等离子体烧结

压电陶瓷是要害的功效资料，普遍用来谐振器、滤波器、传感器等多种功效器件。半个多世纪此后，占主宰位置的压电陶瓷是以锆钛酸铅（PZT）为代办的含铅压电陶瓷。然而，PZT中铅的含量胜过60%，在其消费和废除处置进程中会对人体和情况形成很大妨害。鉴于情况养护的商量，人们从来在探求不妨代替PZT的无铅压电陶瓷。碱非金属铌酸盐是要害的无铅压电陶瓷体制。个中，最有代办性的铌酸钾钠NaNbO3-KNbO3二元固溶体的接洽始于二十世纪五十岁月，但因为同功夫创造的PZT陶瓷具备更崇高的压电本能，所以有年来铌酸钾钠无铅压电陶瓷并未变成合流的压电陶瓷接洽东西。直到2004年，阿曼的Saito等鸿儒在Nature期刊上通讯了可与保守PZT媲美的(K0.5Na0.5)NbO3基无铅压电陶瓷资料，铌酸钾钠无铅压电陶瓷才从新变成接洽热门。近几年来，对于铌酸钾钠无铅压电陶瓷的接洽通讯特殊多，但重要都是会合在因素的优化与探究上面，比方掺杂Li，Ta，Sb等元从来普及其压电本能。那些接洽所沿用的都是保守的固差异应合成工艺。固然工艺大略，但制备的陶瓷粉末颗粒粗壮、因素不平均，且简单在球磨破坏进程中引入杂相，易形成陶瓷块体的本能劣化及工艺不宁静。而水热法是一种鉴于水溶液反馈的化学合成本领，已普遍商用来保守的PZT、BaTiO3等功效陶瓷粉末制备财产。连年来更是有通讯指出，由水热法治备的BaTiO3粉末烧结成压电陶瓷块体样品行能特殊崇高。而对于水热合成铌酸钾钠无铅压电陶瓷体制的通讯特殊少，且接洽不够充溢，更加对于具备最优压电本能的(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷粉末的接洽更是百里挑一。所以，本舆论重要接洽了用水热法合成铌酸钾钠无铅压电陶瓷粉末，并用SPS尖端放电等离子体烧结将制备的粉末烧结成块体，并尝试了其介电、压电和铁电本能。接洽处事的重要论断如次：（1）运用水热法胜利合成了铌酸钾钠无铅压电陶瓷粉末，体例接洽了反馈温度、反馈功夫、开始碱溶液浓淡、Nb2O5介入量对于合成产品的感化。试验创造，普及反馈温度利于于天生简单的钙钛矿相陶瓷粉末，然而延迟反馈功夫并不许使天生的多相钙钛矿陶瓷粉末变化为单相。碱溶液的开始浓淡，更加是KOH/NaOH的比率对于合成粉末的因素及形貌有较大感化。试验截止表白，水热合成逼近KNbO3-NaNbO3固溶体大肆一端的单相钙钛矿相都比拟简单，然而因素逼近(K0.5Na0.5)NbO3时就天生两相。（2）发端接洽了增添剂对于水热合成铌酸钾钠无铅压电陶瓷粉末的感化。经过开始溶液中增添聚乙烯醇（PVA）和乙二胺四乙酸（EDTA），在 KOH/NaOH开始浓淡比率为4.5/1.5，碱总浓淡6 mol/L，水热反馈温度为220 oC和反馈功夫为24 h的前提下，胜利合成了钙钛矿相铌酸钾钠陶瓷粉末。试验截止表白，增添剂可控制水热反馈中某些晶面包车型的士成长，并对天生物的形貌爆发很大的感化。（3）运用乙醇-水搀和溶剂热法，胜利合成了铌酸钾钠无铅压电陶瓷粉末，并接洽了乙醇增添量、NaOH/KOH比率、开始碱溶液浓淡对于合成产品的感化。试验创造，乙醇的增添，普及了反馈釜中的压力，更利于于天生单相，但同声变换了其因素构成。截止表白，合成因素逼近KNbO3-NaNbO3固溶体大肆一端的单相钙钛矿相都比拟简单，然而因素逼近(K0.5Na0.5)NbO3时就天生两相。（4）胜利沿用了SPS尖端放电等离子体烧结工艺，将水热制备的铌酸钾钠粉末烧结成对立密度大于99%的压电陶瓷块体，并对其物相构造和微观形貌举行了查看，尝试了其压电、铁电和介电本能。纵然试验制备的水热粉末为非单相的钙钛矿相，然而经SPS尖端放电等离子体烧结后，样本表露为简单的正交钙钛矿相。经气氛中退火处置后，样本表露杰出的铁电性和压电性。压电常数为135 pC/N，在未掺杂的KNN陶瓷中居于较高程度。而且，样本表露出比拟大的结余极化强度Pr=26.2 mC/cm2和板滞品德因子Qm>150，大概辨别是由固差异应法治备的粉末经SPS烧结后样本的两倍。

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