Na05Bi05TiO3K05Bi05TiO3系无铅压电陶瓷的极化工艺研究.pdf

第 42卷 第 7期 中 国 陶 瓷 Vol.42 No.7 2006年 7月 July.2006 研究与开发 文章编号：1001-9642（2006）07-0017-05 NaBiTiO-KBiTiO系无铅压电陶瓷的极化工艺研究 0.50.5 3 0.50.5 3 1 2 1 1 1 李月明 ， 陈 文 ，江向平 ，廖润华 ，张玉平 （1景德镇陶瓷学院， 景德镇 333001； 2武汉理工大学材料科学与工程学院， 武汉 430070） 【摘 要】：主要研究了极化电场，极化时间和极 合成后的粉料采用D/MAX-Ⅲ型X射线衍射仪确定其 化温度等工艺参数对NaBiTiO-KBiTiO系无铅压电 0.5 0.5 3 0.5 0.5 3 晶体结构。合成好的粉料再以无水乙醇为球磨介质球 陶瓷介电和压电性能的影响。结果表明：极化电场和 极化温度对压电陶瓷的介电、压电性能影响较大，而 磨10小时，干燥后加入3wt％浓度的PVA溶液作为粘 结剂，在150MPa压力下压制成直径20mm，厚度1~1. 极化时间则影响较小。适宜的极化电场是3～3.5kV/ mm，极化温度70～80℃，极化时间为10～15min。 5mm的圆片，按250℃/h的升温速度，在1150~1200℃ 【关键词】：极化工艺，压电性能，钛酸铋钠，无 下保温2h，烧成后的样品磨光并被银电极，烧银后的 铅压电陶瓷 样品采用不同的极化工艺条件进行极化，样品极化后， 室温下放置一昼夜后，采用ZJ-3A准静态d 测量仪测 33 引 言 量陶瓷的d ；采用HP4294A精密阻抗分析仪，测量陶 33 瓷的介电容量、介质损耗和阻抗，利用谐振-反谐振 压电陶瓷由于其能够实现机械能与电能之间的能 法计算陶瓷的介电、压电性能参数。 量转换，广泛应用于机械、电子、通信等各领域。目 前广泛使用的铅基压电陶瓷由于在制备过程中存在 2 结果分析与讨论 PbO的挥发，易造成对环境的污染和破坏，因而研究 2.1样品的晶体结构 [1-3] 新型的无铅压电材料是一项紧迫而重要的课题 。钛 图1是所研究陶瓷样品的X射线衍射图谱。图中 酸铋钠NaBiTiO（简称NBT）是一种钙钛矿(ABO) 0.5 0.5 3 3 可以看到，所研究的陶瓷都形成了钙钛矿 （ABO3）型 型的A位离子复合取代的铁电体，1960年由Smolenskii 固溶体结构。进一步分析其晶体结构，从插图中可以 [4] 等人首次合成 ，室温下为三方结构，具有相当大的剩 发现，NBT和NKBT12在40°左右存在 （003）（021）