多效应铌酸钾钠基透明铁电陶瓷的制备及性能

• 作者: 伊文涛 刘泳 徐志军 王坤鹏 范立群 闫春燕 马杰
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 铌酸钾钠 无铅透明铁电陶瓷 透过率 电学性能
• 年，卷（期）: 2020,（24）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
• 页码范围: 272-279
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.69.20201317

摘要

透明铁电陶瓷是一类具有电光效应的功能陶瓷, 由于其兼具传统陶瓷耐高温、抗腐蚀、高硬度以及优异的机械性能等特性, 从而成为光电领域中的关键材料. 而当前应用较多的是对环境危害较大的铅基透明铁电陶瓷, 因此开发兼具光效应和电效应的无铅透明铁电陶瓷成为研究热点之一. 本文在铌酸钾钠基无铅压电陶瓷掺杂改性研究的基础上, 采用传统的固相合成法, 制备了铌酸钾钠基无铅透明铁电陶瓷(K0.5Na0.5)0.94–3 x Li0.06LaxNb0.95Ta0.05O3 (KNLTN-Lax; x = 0, 0.01, 0.015, 0.02), 并对其晶体结构、微观形貌、透过率和电学性能进行了研究分析. 研究结果表明, La3+掺杂提高了铌酸钾钠基陶瓷的透过率, 掺杂量x = 0.02的陶瓷样品在可见光范围透过率达到50％, 在红外光附近的透过率则接近60％. La3+掺杂量x = 0.01时压电常数(d33)达到110 pC/N, 机电耦合系数(kp)达到0.267. 此外陶瓷样品具有明显的铁电体特征, 居里温度高于400 ℃, 呈现出理想的驰豫铁电体特征, 是一种有望取代铅基透明铁电陶瓷的环境友好型无铅透明铁电陶瓷.