Bi<,0.5>(Na<,1-x>K<,x>)<,0.5>TiO<,3>系无铅压电陶瓷制备技术的比较研究

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本论文从研究BNT基无铅压电陶瓷的制备工艺技术出发,选定BNT-BKT系固溶体为研究对象,分别采用传统工艺技术和溶胶-凝胶工艺技术制备了BNT-BKT无铅压电陶瓷。 采用传统工艺制备了Bi0.5(Na1-xKx)0.5TiO3体系(记为BNKT100x)六个组分的压电陶瓷,运用X射线衍射、扫描电子显微镜对其进行了分析表征;通过压电、介电性能的对比,讨论了烧结温度,极化条件对BNKT175陶瓷的影响;讨论了Bi0.5(Na1-xKx)0.5TiO3系陶瓷的压电、介电性能随K含量的变化趋势。分析了溶胶-凝胶方法制备BNKT175粉体和陶瓷的工艺过程,运用热分析及X射线衍射、粒度分析等手段,确定了粉体的热处理温度,分析了所得粉体的性质;讨论了烧结温度对BNKT175陶瓷性能的影响;通过最终所得陶瓷的性能的对比,确定了制备溶胶的较优工艺参数。在一定工艺条件下,用溶胶-凝胶方法制备了BNT-BKT系其它组分陶瓷,运用扫描电镜等手段,对两种制备技术制备的粉体形貌,粒径大小进行了比较;对两种制备技术制备的陶瓷的性能进行了比较,并对两种工艺过程的优缺做出了简要评价。 通过本论文研究,得出如下有创新意义的研究结果: 1.BNKT100x陶瓷(传统工艺制备)的XRD分析表明,其准同型相界在x=0.15-0.20之间,BNKT175在三方-四方相界附近;1180℃/2h烧结BNKT175陶瓷性能如下:d33=144、Kp=0.323、Qm=135、εr=738、tan δ=0.031。在所讨论组成范围(0≤x≤0.25)内,陶瓷表现出明显的介电弛豫特征,所有介电温谱均存在两个介电反常峰,在x≤0.175时,随着k含量的增加,相变弥散性增强。
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