LiNbO3改性KNN基无铅压电陶瓷的制备和性能

摘要

采用传统陶瓷工艺和电子陶瓷公司在工业生产中使用的原料，制备了LiNbO3改性的K0.5Na0.5NbO3基无铅压电陶瓷（KNN＋xLN，x=0～10％（摩尔分数）），并研究了陶瓷的晶相、显微结构和电性能。当x≤4％时，陶瓷为单一的正交钙钛矿结构；当x≥6％时，出现了四方钨青铜结构的K3Li2Nb5O15第二相。介电常数-温度曲线表明，随着LiNbO3含量的增加，陶瓷的正交→四方结构的相变温度TO-T向低温方向移动，而四方→立方结构的居里温度Tc向高温方向移动。当x=4％时，陶瓷具有较好的性能：相对密度达98％，压电常数d33=116pC／N，机电耦合系数kp=40．6％，剩余极化强度Pτ=21．0μC／cm^2，矫顽场Ec=0．96kV／mm，Tc=452℃。该体系陶瓷具有较高的Tc（420-495℃）和较大的kp，是一种应用前景良好的高温压电铁电材料。