1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
文 献 综 述1.前言压电陶瓷材料在压电材料中的用途最广、最频繁,是一类极为重要的国际竞争激烈的高技术新型功能材料,在当今信息工业时代,压电陶瓷材料在电子学、光电子学等诸多高科技领域应用甚广,如在超声换能、传感器、无损检测和通讯技术等领域已获得了广泛的应用,其销售额在整个电子功能陶瓷材料的世界贸易市场中的份量多于1/3[1,2]。
然而,迄今为止,绝大多数的压电、热释电及铁电材料仍是含铅的(如锆钛酸铅、锆钛酸铅镧和铌锌锆钛酸铅等),其中氧化铅(或四氧化三铅)约占原材料总重量的70 %,在制备过程中,氧化铅粉尘及在高温下合成或烧结中挥发出来的氧化铅,易造成对环境污染,对人类造成巨大的危害,因此,不管是为了节约能源,还是为了保护环境,人类为了自身的可持续发展,开发非铅基环境协调性(绿色)压电陶瓷材料势在必然[3]。
目前,无铅压电陶瓷的主要研究体系有:铌酸钠钾(knn)基陶瓷、钛酸钡(bt)基陶瓷、钛酸铋钠(bnt)基陶瓷、铋层状陶瓷以及钨青铜结构陶瓷[4]。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
一、课题研究与解决问题本课题拟采用传统的固相法烧结制备knns-sz无铅压电陶瓷,然后对其进行系统地研究,主要有:1.熟悉压电陶瓷材料的制备工艺流程;2.通过xrd、sem及电性能测试等手段来对目标产物进行表征,来获得样品的物相、晶粒形貌及电性能;3.系统地研究掺杂不同摩尔比的sz对knns-sz无铅压电陶瓷的物相、致密度、晶粒形貌和应变性能的影响,从而确定最佳的sz掺杂量。
二、实验方法 2.1实验方法和步骤本实验采用传统的高温固相反应的方法制备knn基无铅压电陶瓷,即将实验所需的氧化物和碳酸盐混合,高温下通过固相反应合成陶瓷。
实验流程如图所示高温固相反应制备knn基无铅压电陶瓷流程图具体的实验流程如下:(1)原料预处理:k2co3、na2co3由于其吸水性要提提前放于烘箱中120 c温度下干燥24 h去除吸收的水分;由于bi2o3的颗粒较大,为了使其与其他原料混合均匀并且尺寸相近需要在250 r/min的转速下预球磨48 h。
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