铌酸钡钠铁电陶瓷的研究

本工作对Ba2NaNb5O15和(Ba1-xSrx)2NaNb5O15以及添加Li2O、MnO2改性等12个组成,采用静水压和通氧烧结等陶瓷工艺进行了制备陶瓷的尝试,研究了Sr2+离子在x=0～0.5范围内置换Ba2+离子以及添加少量Li2O、MnO2对陶瓷烧结、结构、介电和压电性能的影响。发现纯铌酸钡钠铁电陶瓷无法致密烧结,通过Sr2+离子置换,尤其是在此基础上添加Li2O、MnO2后,可克服该系统难以烧结的困难,获得致密的陶瓷样品。对烧结样品进行电子显微镜观察,发现平均晶粒度较小,约1～4微米,呈卵石状密集堆积。X射线粉末衍射结构分析表明,它们均属典型钨青铜结构,随Sr2+量增加,晶格参数a、c以及c/a有所下降,尤其是相应添加Li+、Mn4+后该下降趋势更为明显。实验表明,Sr2+改性具有使本系统陶瓷居里温度T。降低、介质常数ε33T/ε_o升高的作用。采用4千伏/毫米、180℃下保压20分钟的极化条件,可得到具有压电性能的陶瓷材料,该系统陶瓷材料是一种低机电耦合系数材料,kp≤0.1,k_t<0.2,但它们的径向谐振频率温度系数较小,而且温度系数的正负可由Sr2+离子置换量来调节。其中x=0.3的S3LM陶瓷配方,kp=0.1,ε33T/ε_o=475,谐振频率温度变化率|4f/fr|<0.2%（-55°～+85℃）。通过465KC和1.5MC陶瓷