位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
Ag^+掺杂Na0.5K0.5NbO3无铅压电陶瓷的无压烧结及性能研究
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:《稀有金属材料与工程》
  • 时间:0
  • 分类:TG146[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083, [2]靖华大学材料科学与工程系,新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,北京100084, [3]河北理工大学材料学院,河北唐山063009
  • 相关基金:国家自然科学基金项N(50325207,50572008);教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-04-0105)资助
中文摘要:

铅基压电陶瓷在制备、使用及废弃处理过程中都会造成环境污染,随着环保意识的增强,无铅压电陶瓷必将逐步替代铅基压电陶瓷。Na0.5K0.5NbO3是一种很有潜力的无铅压电陶瓷,掺杂各种元素提升Na0.5K0.5NbO3陶瓷的压电性能成为当今研究热点之一。本研究以Ag2O、Na2CO3、K2CO3、Nb2O5为原料,经750℃焙烧分别合成了Na0.5K0.5NbO3和AgNbO3粉料,再经配料、混料与成型,在1060℃埋粉烧结,制备出Ag^+掺杂的Na0.5K0.5NbO3无铅压电陶瓷(xAgNbO3-(1-x)Na0.5K0.5NbO3,ANKN),并在较宽成分范围内(Ag^+含量,x=0-50at%)系统研究了Ag^+掺杂对ANKN陶瓷性能的影响。XRD结果表明,ANKN陶瓷的主相为钙钛矿型结构,当x〉16at%,开始出现K5-75Nb10.85O30杂相,随着Ag掺杂量的增加,杂相的衍射峰增强。电学性能测试结果表明,当x〈20at%,随Ag掺杂量的增加ANKN陶瓷的压电常数、介电常数等略有升高;当x〉20at%,ANKN陶瓷的各项性能均开始降低;Ag掺加量为x=16at%时ANKN陶瓷性能最佳,压电常数d33达到110pC/N,平面机电耦合系数kp为30%,相对介电常数εr为358,居里温度Tc为300℃。

英文摘要:

Although lead-based piezoelectric ceramics are widely used due to their excellent piezoelectric properties, discharged toxic PbO during processing causes environmental pollution, so there is an ever-increasing demand for lead-free piezoelectric materials. (Na, K)NbO3 base ceramics is a promising candidate for lead-free piezoelectric ceramics, and the doping effect on the (Na, K) NbO3 ceramics becomes a hot research. In this study, a series of Ag^+ doped Na0.5K0.5NbO3 (ANKN) ceramics were synthesized by mixing and sintering Na0.5K0.5NbO3 and AgNbO3 powders at 1060 ℃ for 2 h, in which those two powders were first fabricated by calcining the raw materials of Ag2O, Na2CO3, K2CO3 and Nb2O5 at 750 ℃. The effect of Ag^+ doping on electrical properties of ANKN ceramics within a wide composition range (Ag^+ content, x=0-50 at%) was investigated. XRD patterns indicated that the main phase of ANKN is still perovskite-type structure similar to that of NKN. A K5.75Nb10.85O30-like phase appeared at x〉16 at%, and the intensity of the diffraction peaks increased with increasing Ag content. The piezoelectric constant and dielectric constant increased with increasing Ag content from 0 to 20 at%. The ANKN ceramics doped with 16 at% Ag showed the best performance in which the piezoelectric constant d33 and Curie temperature Tc reached 110 pC/N and 300 ℃, Planar electromechanical coupling factor kp and relative dielectric constant εr were 30 % and 358, respectively.

同期刊论文项目
期刊论文 97 著作 2
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《稀有金属材料与工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会 中国材料研究学会 西北有色金属研究院
  • 主编:张平祥
  • 地址:西安市51号信箱
  • 邮编:710016
  • 邮箱:RMME@c-nin.com
  • 电话:029-86231117
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-185X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1154/TG
  • 邮发代号:52-172
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国优秀期刊一等奖,中国有色金属工业优秀期刊1等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,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,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24715