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随着控制类、通讯类和电子类等高新技术行业的发展,要求电子器件有良好的温度稳定性,因此研究具有良好温度稳定性的陶瓷具有重要意义。(K0.5Na0.5)NbO3作为一种无铅压电陶瓷,具有高介电常数、低介电损耗、高居里温度(Tc~420℃)等优良性能,而且是一种环境友好型的电子材料。但是由于K+、Na+在高温下易挥发,制备纯(K0.5Na0.5)NbO3非常困难。因此提高(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷的性能具有极其重要的意义。 掺杂改性是一种有效提高其介电性能的方法。本文通过传统固相反应烧结法对(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷进行掺杂改性,制备(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xBi(Mg0.5Zr0.5)O3、(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xBi(Li1/3Zr2/3)O3、(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xBi(Li0.5Nb0.5)O3、(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xBi(Cu0.75W0.25)O3、(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xBi(Mg0.75W0.25)O3陶瓷样品,并对其介电性能进行了较为系统的研究。 通过对以上改性后的(K0.5Na0.5)NbO3基陶瓷测试后发现,它们均为单一的钙钛矿结构,没有第二相产生;晶粒尺寸均随着添加剂的增加而逐渐减小,说明添加剂抑制晶粒的增长;在适量的添加剂作用下,它们的介电常数增大、介电损耗明显减小、温度稳定性极大的提高。研究结果如下: (1)在143~337℃的温度范围内,0.9925(K0.5Na0.5)NbO3-0.0075Bi(Mg0.5Zr0.5)O3陶瓷具有较大的介电常数(ε~2024),低的介电损耗(tanδ?3.8%),良好的热稳定性(Δε/ε143℃≤±10%)和压电性能。 (2)在154~370℃的温度范围内,0.995(K0.5Na0.5)NbO3-0.005Bi(Li1/3Zr2/3)O3陶瓷具有较大的介电常数(ε~2160),低的介电损耗(tanδ?2.5%),良好的热稳定性(Δε/ε154℃≤±10%)和良好的铁电性能。 (3)在150~364℃的温度范围内,0.99(K0.5Na0.5)NbO3-0.01Bi(Li0.5Nb0.5)O3陶瓷具有低的介电损耗(tanδ?2.4%)和良好的热稳定性(Δε/ε150℃≤±10%)。 (4)在150~367℃的温度范围内,0.99(K0.5Na0.5)NbO3-0.01Bi(Cu0.75W0.25)O3陶瓷具有低的介电损耗(tanδ?2.8%)和良好的热稳定性(Δε/ε150℃≤±15%),特别的是当x=0.025时,Δε/ε150℃≤±15%有一个更宽广的温度范围为150℃~500℃。 (5)在168~369℃的温度范围内,0.995(K0.5Na0.5)NbO3-0.005Bi(Mg0.75W0.25)O3陶瓷具有低的介电损耗(tanδ?2.9%),良好的热稳定性(Δε/ε168℃≤±15%);最大的压电常数(d33=122pC/N)和最佳的剩余极化强度(Pr=32.57μC/cm2)。从以上结果可以看出,通过掺杂改性,明显改善了(K0.5Na0.5)NbO3基陶瓷的介电性能和压电性能。