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铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的准同型相界组成和相结构
  • 项目名称:铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的准同型相界组成和相结构
  • 项目类别:青年科学基金项目
  • 批准号:50802029
  • 申请代码:E020402
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2009-01-01-2011-12-31
  • 项目负责人:陈克丕
  • 负责人职称:副教授
  • 依托单位:华北电力大学
  • 批准年度:2008
中文摘要:

研究了K1-xNaxNbO3体系,发现Na含量在0.52-0.525之间时存在一个单斜相和一个正交相的准同型相界。当x=0.52时,d33和kt的最大值分别为160 pC/N和0.47,这一结果为优化KNN基陶瓷的钾钠比提供了参考。利用负球差成像技术,在(K0.46Na0.54)NbO3陶瓷中,直接观察到60 /120 铁电畴壁两侧氧原子相对阳离子的位移。此外,利用第一性原理计算方法,优化得到正交相KNN结构中原子相对位置。基于计算得到原子位置所模拟的高分辨图像与实验得到的图像非常吻合,得到畴壁的厚度为1.1nm。研究了铌镁酸钙、铌锌酸钙、钛酸钙和镁钛酸铋掺杂对单斜相(K,Na)NbO3的相结构、显微结构和相变温度的影响。分别构建了T相KNN基无铅压电陶瓷与R相钛酸铋钠和钪酸铋两相共存下的准同型相界。成功将MPB的线性组合规律应用到钛酸铋钠-钛酸铋钾-钛酸钡无铅三元体系中,获得了比以前报道过的更高的压电性能,d33、kp和kt的值分别为220pC/N,0.31和0.48,退极化温度Td=157 ℃。另外,发现Li离子的掺杂提高了这个三元体系的压电性能,但降低了体系的退极化温度。

结论摘要:

英文主题词potassium sodium niobate; lead-free piezoelectrics; morphotropic phase boundary


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