K_xNa_1_x_NbO_3无铅压电陶瓷的常压烧结及其性能研究.pdf

第40 卷 增刊1 稀有金属材料与工程 Vol.40, Suppl.1 2011 年 6 月 RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING June 2011 KxNa1-xNbO3 无铅压电陶瓷的常压烧结及 其性能研究 秦 波，谈国强，夏 傲 ( 陕西科技大学，陕西 西安 710021) 摘 要：以固相法合成了铌酸钾钠(K Na NbO )粉体，采用常压烧结制备了铌酸钾钠无铅压电陶瓷，研究了粉体相组 x 1-x 3 成，烧结温度，极化电压与陶瓷致密度、电学性能的关系。结果表明：当x=0.5 ，烧结温度为 1050 ℃，极化电压为3 kV/mm 时，可制备出具有较好压电性能的铌酸钾钠压电陶瓷(相对密度为94 % ，压电常数d =105 pC/N ，平面机电耦合系数k = 33 p 0.39 ，介质损耗tanδ=0.29 ，机械品质因数Q =45 ，介电常数ε=720) 。随着极化电场的增加，陶瓷压电性能提高，当极 m r 化电场E=3 kV/mm 时，极化基本达到饱和。 关键词：铌酸钾钠；压电陶瓷；常压烧结；固相合成 中图法分类号：TB34 文献标识码： A 文章编号：1002-185X(2011)S1-459-04 压电材料作为一种机械能与电能相互转换的功能 1.1 制备工艺 材料，在电、磁、声、光、热、力等功能转换器件中发 固相法合成 KNN 无铅压电陶瓷的粉体使用的原 挥着重要的作用[1] 。随着人类社会可持续发展的要求以 料：K CO (纯度99.0 %) 、NaCO (纯度99.8 %) 、Nb O 2 3 3 2 5 及一些发达国家有关电子产品无铅化法规的全面实施， (99.5 %) 。首先，根据所需合成陶瓷粉体的化学组成称 近年来无铅压电陶瓷的研究与开发受到极大关注。为了 量原料，放入研磨罐中，加入直径 Φ0.5 cm～Φ2.0 cm 寻找能够代替含铅 PZT 压电陶瓷的材料，国内外进行 的锆球作为球石，采用 KY-双头快速研磨机，在 800 [2-8] 了大量关于无铅压电陶瓷的研究 。 r/min 的转速下以无水乙醇为介质混磨60 min ，在80 碱金属铌酸盐材料在无铅压电材料的应用上已经 ℃下干燥。对干燥后的粉体压成大片，在900 ℃进行 引起广泛关注。铌酸盐系无铅压电陶瓷具有良好的压电 预烧，预烧时间2 h ，经研磨、造粒、陈腐后干压成型， 性能和较高的居里温度，其中，(K，Na)NbO3 被认为是