Bi(Sr)MeO3掺杂对(K0.5Na0.5)NbO3基无铅压电陶瓷电学性能的影响摘要
作为电子设备中一种重要的电子元件,电容器被广泛应用于耦合、旁路、滤波、调谐回路等方面。随着人们的生活水平提高,对电子产品的性能需求越来越高。PbTiO3基陶瓷由于其优异的性能被广泛应用,然而因其制备会对人及环境造成危害,PbTiO3基陶瓷电容器市场逐步被无铅材料所取代。BaTiO3基陶瓷具有高的介电常数、低损耗、无污染等特点受到广泛关注,但是钛酸钡陶瓷在120℃介电峰发生突变,从而限制了其进一步应用,改性后的钛酸钡基陶瓷材料其性能虽然有所提升,但是在高温领域仍然受到一定的限制。为了使陶瓷在高温下具有高的介电常数以及温度稳定性,我们以具有高居里温度(TC)的铌酸钾钠(KNN)陶瓷为研究对象,利用掺杂改性的思想,通过传统的固相反应法制备样品,系统研究了(1-x)KNLN-xBNLT、(1-x)KNLN-xBNT、(1-x)KNLLN-xBNZ、(1-x)KNLLN-xSNN陶瓷的物相结构、微观结构以及电学性能,以期获得系列高温温度稳定性介电陶瓷材料。(1)(1-x)0.99KNLN-xBNLT陶瓷在低组分下样品时为单一的钙钛矿结构。0.99KNLN-0.01BNLT陶瓷相对介电常数(εr~1100)时,在70~375℃范围内具有良好的热稳定性(Δε/ε70℃≤±12%),低介电损耗(tanδ≤3.8%)。(2)(1-x)KNLN-xBNT陶瓷的相结构均为钙钛矿型结构。随BNT含量的增加,陶瓷的平均晶粒尺寸先增加后减小。0.995KNLN-0.005BNT陶瓷样品在60~350℃范围内具有较高的相对介电常数(εr~1237),较低的介电损耗(tanδ≤4%)和良好的温度稳定性(Δε/ε60℃≤±10%)。(3)(1-x)KNLLN-xBNZ陶瓷的相结构为钙钛矿结构,随着BNZ添加量的增加,陶瓷逐步向四方相过渡,样品的晶粒尺寸逐渐减小。当x=0.015时,样品在100℃至447℃时具有较高的相对介电常数(εr=1655),低介电损耗(tanδ≤3.4%)和良好的热稳定性(Δε/ε100℃=±12%)。(4)(1-x)KNLLN-xSNN陶瓷的相结构为钙钛矿结构,陶瓷平均晶粒尺寸随着SNN掺杂量的增加逐渐减小。当x=0.005时,样品在127~470℃范围内具有高介电常数(εr~1461),低介电损耗(tanδ≤3.6%)和良好的温度稳定性(Δε/ε127℃≤±13%)。
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