Mn掺杂(K0.5Na0.5)0.96Sr0.02NbO3无铅压电陶瓷的研究

摘要

采用常压烧结方法制备了Mn掺杂的(K0.5Na0.5)0.96Sr0.02Nb1-xMnxO3无铅压电陶瓷.研究了Mn含量对该体系材料的相组成、微观结构、介电、压电和热稳定性能的影响.XRD表明随着Mn含量的增加,体系由正交相过渡到赝四方相;而且,富Na的第二相消失,得到纯净的钙钛矿相结构.在Mn含量为x=0.03和0.04时,观察到了两个温度(200和390℃)处的介电反常,这和晶格畸变引起的复晶胞结构有关.Mn含量为x=0.02时,得到综合性能优良的压电超声换能器用材料:介电常数εT33/ε0=479,压电常数d33=121pC/N,机电耦合系数Kp=41%,机械品质因子Qm=298,介电损耗tanδ=1.6%,居里温度Tc=391℃,谐振频率fr和机电耦合系数Kp随温度的变化率αfr(80℃)和αKp(80℃)分别为-1.85%和1.19%.