水热合成铌酸钾钠基压电粉体的研究

查看详情 浏览次数:1
作者姜春雨
来源大连理工大学
出版年2015
摘要
采用水热法在较低的反应温度下分别成功合成了NbO3, NaNbO3, NaTaO3, (K,Na)NbO3和 Na(Nb,Ta)O3等纯净的钙钛矿粉体。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了反应参数对产物粉体的物相结构和微观形貌的影响。对于在200℃下合成KNb03的情况,当碱浓度较低7.5 mol/L时,水热反应不完全,制备的KNb03粉体中残留有大量的水合铌酸盐:而碱浓度的增加有利于得到纯净的KNbO3粉体,且碱浓度对合成粉体的形貌具有重要影响。当反应温度提高到210℃时,既使采用7.5 mol/L的碱浓度,也可以制备出纯净的KNbO3粉体;同时,采用与此相同的反应条件制备了纯净的NaNbO3粉体;并以这两种粉体为原料制备了K0.5Na0.5NbO3无铅压电陶瓷。该压电陶瓷在1040-1100℃烧结时,展现出较优的结构和性能,且随烧结温度的增加,结构和性能均有所改善。当烧结温度为1100℃时,压电陶瓷的密度为4.38g/cm3, d33为110.8(pc/n),介电常数为420。开展了以NaOH和KOH混合溶液与Nb2O5反应制备(K,Na)NbO3粉体的研究。并在反应溶液中添加了十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠两种表面活性剂。结果表明,在表面活性剂的影响下,可以制备出片状的水合铌酸盐,且反应温度对水合铌酸盐的形貌有一定的影响。这些水合铌酸盐经450℃煅烧一小时后可以转变为纯相的钙钛矿型(K,Na)NbO3粉体,说明通过水热合成+煅烧处理的方法,能够合成片状的压电模板。并以该合成粉体为原材料,制备了具有均匀的层状结构的多孔压电陶瓷。为了提高铌酸钾钠压电陶瓷的性能,采用水热方法在140℃下成功合成了可用于掺杂的NaTaO3粉体。实验结果表明:当碱液浓度为0.6 mol/L时,合成纯净的正交相NaTaO3粉体需要21小时,而当碱液浓度提高至0.75 mol/L时,合成这种纯净相只需要12小时的反应时间。开展了以NaOH溶液与Nb2O5和Ta205混合物反应制备NaNb1-xTaxO3粉体的研究。并将合成的掺杂的粉体与水热合成的KNb03粉体混合后压片,经1100℃烧结后,得到了微观结构更为均匀、致密的单一钙钛矿固溶体。该掺杂Ta的压电陶瓷与未掺杂的试样的d33值大体相当。

@ 2023 版权所有 中国地质图书馆 (中国地质调查局地学文献中心)

京ICP备 05064591号 京公网安备11010802017129号

建议浏览器: 火狐、谷歌、微软 Edge、不支持 IE