CaZrO3改性(Na,K)NbO3基无铅陶瓷电学性能的温度稳定性

• 作者: 陈小明 王明焱 唐木智明 李国荣
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 无铅压电陶瓷 (K Na)NbO3 三方-四方相界 温度稳定性
• 年，卷（期）: 2021,（19）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质|CONDENSED MATTER: ELECTRONIC STRUCTURE, ELECTRICAL,MAGNETIC, AND OPTICAL PROPERTIES
• 页码范围: 236-244
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.70.20210440

摘要

压电陶瓷广泛用于驱动器、传感器等电子领域,但是目前主要使用的压电陶瓷是铅基陶瓷.基于保护环境和社会可持续发展的需要,无铅压电陶瓷的研发变得迫切.无铅压电陶瓷(K,Na)NbO3(KNN)因具有较高压电常数和居里温度,而受到广泛关注.然而较差的温度稳定性限制了其应用.本文通过二步合成法制备了电学性能温度稳定的(1–x)(Na0.52K0.48)0.95Li0.05NbO3-xCaZrO3(NKLN-xCZ)陶瓷,研究了CaZrO3对KNN基陶瓷微结构及电学性能的作用.研究结果表明:适量CaZrO3改善了样品烧结性能,得到了致密陶瓷.随CaZr O3增加,NKLN-CZ陶瓷的三方相(R)-四方相(T)共存出现在组分为0.05≤x≤0.06.x=0.05时,陶瓷样品不但具有高居里温度(Tc=373℃),而且表现出良好电学性能(d33=198 pC/N,kp=39％,εr=1140,tanδ=0.034,Pr=21μC/cm2,Ec=18.2 kV/cm).此外,该陶瓷由于存在弥散R-T相变,导致其相变温度区间拓宽,因此,该陶瓷具有较好的电学性能温度稳定:在温度范围为–50—150℃,NKLN–0.05CZ陶瓷的kp保持在34％—39％(kp变化量 ≤13％).