A位非化学计量比对KNN-BSC陶瓷微结构及电学性能的影响

作者：程花蕾; 严云云; 肖琳莹; 李艳阳; 陈壮壮

来源：宝鸡文理学院学报(自然科学版), 2022, 42(04): 35-41.

DOI：10.13467/j.cnki.jbuns.2022.04.006

• 铌酸钾钠
• 相结构
• 微观形貌
• 电性能

目的 研究A位非化学计量比对具有两相共存结构的KNN陶瓷结构和性能的影响，对于KNN基无铅压电陶瓷的设计具有重要的指导意义。方法 采用固相法制备0.985K0.5+xNa0.5+xNbO3-0.015Bi(Sc0.75Co0.25)O3(简称K0.5+xN0.5+xN-BSC,x=0,0.002 5,0.005,0.007 5,0.01,0.012 5,0.015,0.02 mol%)陶瓷。研究了K+,Na+的含量对K0.5+xN0.5+xN-BSC陶瓷密度、微观结构、相结构和电性能的影响。结果 K0.5+xN0.5+xN-BSC陶瓷的密度随烧结温度的升高先增大后减小，1 170℃为各组陶瓷的最佳烧结温度，且x=0.007 5时K0.5+xN0.5+xN-BSC陶瓷密度最大，ρmax=4.37 g/cm3。XRD结果表明具有不同K+,Na+含量的K0.5+xN0.5+xN-BSC陶瓷均为纯钙钛矿结构，随K+,Na+含量增加，陶瓷的相结构由正交四方混合相转变为四方相。SEM结果表明K0.5+xN0.5+xN-BSC陶瓷晶粒尺寸随着x含量的增加而增加。当x=0.007 5时，K0.5+xN0.5+xN-BSC陶瓷颗粒呈规则立方状，尺寸均匀，排列致密。电性能测试结果表明，K0.5+xN0.5+xN-BSC陶瓷的介电性能、压电性能随x含量的增大均呈现出先升高后降低的趋势。当x=0.007 5,烧结温度为1 170℃时，K0.5+xN0.5+xN-BSC陶瓷电性能较好：TC=360℃,εr=5 860(100 kHz),tanδ<5%(100 kHz),d33=190 pC/N,Kp=41%。结论 随着钾钠比值的增大，陶瓷趋于形成更稳定的四方相结构，陶瓷的电性能指标先升高后降低。

• 单位
  宝鸡文理学院