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Co2O3掺杂对铌酸钾钠无铅压电陶瓷性能的影响
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:《稀有金属材料与工程》
  • 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]景德镇陶瓷学院,江西景德镇333001
  • 相关基金:国家自然科学基金(50562002,50862005);教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-06-0576);江西省自然科学基金(650074);上海硅酸盐研究所高性能陶瓷国家重点实验室开放课题(SKL200610SIC)
中文摘要:

采用固相反应法制备了K0.5Na0.5NbO3+xCo2O3(0≤x≤1%)无铅压电陶瓷,使用XRD、SEM、Agilent 4294A精密阻抗分析仪等对该体系的相组成、显微结构、压电及介电等性能进行表征。结果表明:Co2O3的掺入并没有改变K0.5Na0.5NbO3的晶体结构,该陶瓷材料仍然为正交相钙钛矿结构;Co2O3的掺入使材料的晶粒尺寸明显增大,但当x=1%时,晶粒尺寸减小,说明过多的Co2O3有抑制晶粒长大的作用;Co2O3的掺入使200℃附近的正交一四方铁电相变温度To-T,向低温方向移动,居里温度死向高温方向移动,同时材料的压电常数d33、机电耦合系数kp均随之先增大后减小,机械品质因数Qm整体增大,1kHz频率下的介电常数岛和介电损耗tanδ降低,密度显著增大。当x=0.5%时,陶瓷性能最佳:d33=103pC/N,kp=0.362,tanδ=1.8%,εr=234,Qm=182,ρ=4.29g/cm^3。

英文摘要:

The K 0.5 Na 0.5NbO3 +xwt%Co2O3 ( 0≤x≤1 ) lead-free piezoelectric ceramics were fabricated by solid state reaction. The phase, microstructure, electric properties of the samples were characterized by XRD, SEM and Agilent 4294A impedance analyzer. With the increasing of Co2O3 content, all samples have an orthorhombic perovskite structure and the grain size of those materials increases obviously with the increase of Co2O3 content. However, when x=1, the grain size decreases, which indicates that more Co2O3 content can inhibit the grain growth. And the transitional temperature around 200 ℃ (To-T, from orthorhombic to tetragonal phase) will shift to lower temperature, while the Curie temperature (Tc) will shift to higher temperature. Furthermore, the piezoelectric constant (d33), electromechanical planar coupling coefficients (kp) increased firstly and decreased subsequently with the increase of content of Co2O3. The mechanical quality factor (Qm) increases evidently. The dielectric constant (et) and dielectric loss (tgδ) decreases, and the density increases. When x equals to 0.5, it exhibits optimal piezoelectric properties: d33=103pC/N, kp=0.362, tanδ=1.8%, εr=234, Qm=182 and p=4.29 g/cm^3.

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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)
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