【摘 要】
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本课题采用传统固相烧结工艺，在铌酸钾钠(KNN)无铅压电陶瓷的基础上进行Ti,Li,Sb等元素掺杂，成功制备了一系列经过掺杂改性的KNN基无铅压电陶瓷，并对其显微结构、压电及介电等性
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本课题采用传统固相烧结工艺，在铌酸钾钠(KNN)无铅压电陶瓷的基础上进行Ti,Li,Sb等元素掺杂，成功制备了一系列经过掺杂改性的KNN基无铅压电陶瓷，并对其显微结构、压电及介电等性能进行分析，研究各掺杂元素和制备工艺对其性能的影响。
实验表明，Ti的掺杂对陶瓷起到了助烧的作用，并且显著提高了陶瓷的压电性能。当Ti掺杂量为0.01时，陶瓷的压电常数(d33)及机电耦合系数(Kp)分别达到最优值110pC/N和19.5％，较之未掺杂改性的陶瓷，其压电性能提高将近10％。为了研究Sb掺杂量对陶瓷性能的影响，我们在1040℃成功制备了[(Na0.535K0.480)0.942Li0.058](Nb1-xSbx)O3压电陶瓷样品。由于致密度和颗粒大小在[(Na0.535K0.480)0.942Li0.058](Nb0.94Sb0.06)O3陶瓷达到最高值，因此它具有最优的电学性能，其压电常数、机电耦合系数以及介电常数(εr)分别为298pC/N，34.5％和945。Li掺杂量和烧结温度对铌酸钾钠无铅压电陶瓷的性能具有相同趋势的影响，即随着Li掺杂量的增加和烧结温度的提高，陶瓷的相结构均经历了由正交相向四方相的转变(TO-T)，由于准同型相界(MPB)的作用，陶瓷的压电、介电性能均达到最优值。实验结果表明，随着Li掺杂量的增加，陶瓷样品的致密度和颗粒度都逐渐增大，可见Li的掺杂对陶瓷起到了助烧的作用。本实验还对银电极和石墨电极压电陶瓷的电学性能进行了比较，结果表明，石墨电极压电陶瓷表现出了优于银电极压电陶瓷的电学性能，由于石墨价格低廉，在自然界中资源丰富，石墨电极取代银电极成为了一种可能。
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