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LiNbO3改性KNN基无铅压电陶瓷的制备和性能
  • ISSN号:1004-2474
  • 期刊名称:《压电与声光》
  • 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);国家自然科学基金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:

采用传统陶瓷工艺和电子陶瓷公司在工业生产中使用的原料,制备了LiNbO3改性的K0.5Na0.5NbO3基无铅压电陶瓷(KNN+xLN,x=0~10%(摩尔分数)),并研究了陶瓷的晶相、显微结构和电性能。当x≤4%时,陶瓷为单一的正交钙钛矿结构;当x≥6%时,出现了四方钨青铜结构的K3Li2Nb5O15第二相。介电常数-温度曲线表明,随着LiNbO3含量的增加,陶瓷的正交→四方结构的相变温度TO-T向低温方向移动,而四方→立方结构的居里温度Tc向高温方向移动。当x=4%时,陶瓷具有较好的性能:相对密度达98%,压电常数d33=116pC/N,机电耦合系数kp=40.6%,剩余极化强度Pτ=21.0μC/cm^2,矫顽场Ec=0.96kV/mm,Tc=452℃。该体系陶瓷具有较高的Tc(420-495℃)和较大的kp,是一种应用前景良好的高温压电铁电材料。

英文摘要:

LiNbO3 modified K0.5 Na0. 5 NbO3 (abbreviated as KNN + xLN, x = 0 - 10 %) lead-free piezoelectric ceramics have been synthesized by using the conventional mixed oxide process and electronic grade raw materials. The crystalline phase, microstructure and electric properties of the ceramics were studied. When x≤4%, the ceramics with perovskite structure possesses the orthorhombic phase, and when x ≥ 6%, a second phase of K3 Li2 Nb5 O15 with tetragonal tungsten bronze structure appears. With LiNbO3 amount increasing, the phase transition temperature (TO-T) of orthorhombic to tetragonal is shifted to the lower temperatures while the Curie temperature Tc is shifted to the higher temperatures in the dielectric constant-temperature curves. At x=4%, the optimal electric properties were obtained., piezoelectric constant d33 = 116 pC/N, planar electromechanical coupling factor kp =40.6%, remanent polarization Pr=21.0 μC/cm^2, coercive filed Ec=0.96 kV/mm, and the Curie temperature Tc = 452 ℃ respectively. The results show that KNN+xLN is a good candidate for lead-free piezo-and ferroelectric ceramics for a wide range of temperature application because of their larger planer electromechanical coupling coefficient and higher Curie temperature.

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期刊信息
  • 《压电与声光》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国电子科技集团公司
  • 主办单位:中国电科第二十六研究所
  • 主编:胡少勤
  • 地址:重庆南坪花园路14号26所
  • 邮编:400060
  • 邮箱:ydsgsipat@163.com
  • 电话:023-62919570
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-2474
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1091/TN
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 1984年获电子部优秀科技期刊三等奖,1990年获电子行业优秀科技期刊三等奖,1990年获首届机电部优秀科技期刊二等奖,1990年获首届四川省优秀科技期刊二等奖,1991年获首届国防科技工委优秀科技期刊二等奖,1992年获第二届机电部优秀科技期刊三等奖,1992年获第二届四川省优秀科技期刊二等奖,1993年获第一届全国优秀科技期刊三等奖,1995年获首届四川省宣传部、省新闻出版局、省期刊...,1995年获四川省第三届优秀科技期刊二等奖,1995-1996年获信息产业部电子优秀科
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,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)
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