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LiTaO3掺杂对K0.5Na0.5NbO3基无铅压电陶瓷性能的影响
  • ISSN号:1001-9731
  • 期刊名称:《功能材料》
  • 时间:0
  • 分类:TM282[电气工程—电工理论与新技术;一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]四川大学材料科学与工程学院,四川成都610064, [2]西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳621010, [3]广州杰赛科技发展有限公司,广东广州510310
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50572066);重大国际合作资助项目(50410179);教育部博士点基金资助项目(20030610035)
中文摘要:

采用传统陶瓷工艺制备了LiTaO3掺杂的K2.5Na0.5NbO3基无铅压电陶瓷(记为KNN+xLT,x=0~8%(摩尔分数)),并研究了陶瓷的晶相、显微结构和压电、铁电等性能。研究结果表明,KNN+xLT陶瓷的正交相-四方相准同型相界(MPB)位于4%〈x〈6%处。随着LiTaO3含量的增加,陶瓷的正交→四方结构相变温度(RT)向低温方向移动,而四方→立方结构相变温度(t)向高温方向移动。陶瓷的压电常数d33和机电耦合系数kp随LiTaO3含量的增加均先增大后减小,而剩余极化强度P1则随之逐渐减小,矫顽场Ec逐渐增大。当x=6%时,陶瓷具有较好的压电和铁电性能:d33=190pC/N,kp=40.0%,Pr=22.0μC/cm^2,Ex=1.78kV/mm,Tc=440℃。该体系陶瓷具有较高的压电常数和比较大的平面机电耦合系数,是一种应用前景良好的压电铁电材料。

英文摘要:

The LiTaO3 modified K0.5 Na0.5 NbO3 (abbreviated to KNN +xLT, x = 0-8mol % ) lead-free piezoelectric ceramics have been synthesized by the conventional ceramic fabrication technique. The effects of LiTaO3 addition on the crystalline phase, microstructure, piezoelectric and ferroelectric properties of the ceramics were investigated. The results show that the morphotropic phase boundary(MPB) between orthorhombic and tetragonal phases in KNN+xLT ceramics appears to be at 4 % 〈x〈6 %. With increasing the LiTaO3 amount, the phase transition temperature(TO-T) of orthorhombic to tetragonal decreases while the Curie temperature Tc increases in the dielectric constant-temperature curves. In addition,the remanent polarization decreases and the coercive filed increases with increasing the amount of LiTaO3. At x=6% ,the optimal electric properties were obtained:piezoelectric constant d33 = 190pC/N, planar electromechanical coupling factor kp =40.0 %, remanent polarization Pr = 22.0μC/cm^2 ,coercive filed Ec = 1.78kV/mm, and the curie temperature Tc = 440℃ respectively. The results show that the ceramics are good candidates for lead-free piezo-and ferroelectric materials because of their larger piezoelectric and planer electromechanical coupling coefficients.

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期刊信息
  • 《功能材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:重庆材料研究院
  • 主办单位:重庆材料研究院
  • 主编:黄伯云
  • 地址:重庆北碚区蔡家工业园嘉德大道8号
  • 邮编:400707
  • 邮箱:gnclwb@126.com
  • 电话:023-68264739
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-9731
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1099/TH
  • 邮发代号:78-6
  • 获奖情况:
  • 2008、2011年连续获中国精品科技期刊,2010获重庆市双十佳期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:30166