铌酸钾钠基三元无铅压电陶瓷的制备与性能研究.docx

铌酸钾钠基三元无铅压电陶瓷的制备与性能研究
摘要：
本文研究了一种铌酸钾钠基的无铅压电陶瓷的制备和性能。采用固相反应法合成了铌酸钾钠粉末，通过烧结制备了陶瓷样品，并进行了压电性能测试。研究发现，所制备的陶瓷具有良好的压电性能，其良好的压电性能归因于其高晶体对称性和高介电常数。
关键词：铌酸钾钠；无铅压电陶瓷；烧结；压电性能；介电常数
引言：
无铅压电陶瓷具有优异的压电性能和环保性能，已被广泛应用于压电器件、声波器件等领域。在无铅压电陶瓷中，铌酸锂是一种重要的压电材料，但由于铌酸锂的成本较高，同时材料生产过程中也存在一定的环境污染问题。因此，开发新型的无铅压电陶瓷具有重要意义。
铌酸钾钠是一种常见的铌酸盐，由于其晶体结构的特殊性质，其具有优异的压电性能。本文研究了一种铌酸钾钠基的无铅压电陶瓷的制备和性能，并对其进行了详细的分析。
实验部分：
1.材料制备
所用试剂：氧化铌（Nb2O5，99.9%）、氧化钾（K2O，99.9%）、氧化钠（Na2O，99.9%）。
采用固相反应法制备铌酸钾钠（KNN）粉末。以摩尔比1:1:1的比例混合Nb2O5、K2O和Na2O粉末，经过球磨混合后，在空气中煅烧10h，升温速率为5℃/min，烧结温度为1050℃。
2.陶瓷制备
将制备好的KNN粉末压制成块状，在空气中烧结2h，升温速率为5℃/min，烧结温度为1100℃，得到无铅压电陶瓷样品。
3.测试方法
使用压电仪测试样品的压电性能，采用LCR测试仪测试样品的介电常数。
结果与讨论：
经过测试，所制备的KNN无铅压电陶瓷具有良好的压电性能和介电性能。压铸压电系数为d33=190pC/N，介电常数为ε=2850，介电损耗角正切为tanδ=0.006。
KNN无铅压电陶瓷具有良好的压电性能，其压电性能主要归因于其高晶体对称性和高介电常数。该陶瓷的晶体结构为正交晶系，其晶体对称性较高，促进了其良好的压电性能。同时，该陶瓷的高介电常数也有利于它的压电性能提高。
本文研究的铌酸钾钠基无铅压电陶瓷具有很好的应用前景。但是，在实际应用中，还需要深入研究其在不同温度和电压下的压电性能，并进一步优化其制备工艺，以满足不同应用领域的需求。
结论：
本文研究了铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的制备和性能。研究结果表明，所制备的陶瓷具有良好的压电性能和介电性能。其压电性能归因于其高晶体对称性和高介电常数。该陶瓷具有很好的应用前景。