(1-x)(K0.48Na0.52)(Nb0.95Sb0.05)O3-xSrZrO3压电陶瓷的制备及其应变性能文献综述

 2021-10-21 05:10

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文 献 综 述1.前言压电陶瓷材料在压电材料中的用途最广、最频繁，是一类极为重要的国际竞争激烈的高技术新型功能材料，在当今信息工业时代，压电陶瓷材料在电子学、光电子学等诸多高科技领域应用甚广，如在超声换能、传感器、无损检测和通讯技术等领域已获得了广泛的应用，其销售额在整个电子功能陶瓷材料的世界贸易市场中的份量多于1/3[1,2]。

然而，迄今为止，绝大多数的压电、热释电及铁电材料仍是含铅的(如锆钛酸铅、锆钛酸铅镧和铌锌锆钛酸铅等)，其中氧化铅(或四氧化三铅)约占原材料总重量的70 %，在制备过程中，氧化铅粉尘及在高温下合成或烧结中挥发出来的氧化铅，易造成对环境污染，对人类造成巨大的危害，因此，不管是为了节约能源，还是为了保护环境，人类为了自身的可持续发展，开发非铅基环境协调性(绿色)压电陶瓷材料势在必然[3]。

目前，无铅压电陶瓷的主要研究体系有：铌酸钠钾(KNN)基陶瓷、钛酸钡(BT)基陶瓷、钛酸铋钠(BNT)基陶瓷、铋层状陶瓷以及钨青铜结构陶瓷[4]。

而铌酸钠钾(KNN)基陶瓷由于具有较高的居里温度，密度小，介电常数低，机电耦合系数较大，频率常数也较大等优点，被认为是最有可能取代传统压电陶瓷材料的无铅压电陶瓷之一。

近些年有不少研究人员选取铌酸钾钠陶瓷体系，通过掺杂Sr、Ti、Li元素，采用传统固相烧结方法制备了多组分混合体系铌酸钾钠基无铅压电陶瓷，并取得了良好成果。

相对于纯的铌酸钾钠陶瓷来说，通过Sr2 、Ti4 的掺杂，引起晶格畸变，材料的各项异性增加，容易极化，导致材料的介电常数增加，实现了铌酸钾钠基无铅压电陶瓷压电性能的增强[5]。

大大加强了对铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的研究，也表明了通过掺杂改善无铅压电陶瓷的压电性能是一个有优良前景的研究方向。

本课题将利用传统的固相法制备铌酸钾钠基无铅压电陶瓷，通过构建固溶体，温度制度的探索，从而合成致密化的压电陶瓷。

探究掺杂不同量的SrZrO3对(1-x)(K0.48Na0.52)(Nb0.95Sb0.05)O3-xSrZrO3（简称KNNS-SZ）压电陶瓷的应变性能影响。

2 .现阶段国内外研究概况无铅压电陶瓷，也被称为环境协调性压电陶瓷，它要求陶瓷材料既具有满意的使用性能又具有良好的环境协调性，即要求材料体系本身不含对生态环境可能造成损害的物质 (特别是铅)，并且在制备、使用、废弃处理过程中不产生对环境可能有害的物质，以及制备工艺应具有耗能少、对环境污染小等良好的环境协调性[6]。

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