文献综述 一、前言 近年来 ,随着人们环保意识的增强,无铅压电铁电材料的研究日益受到人们的重视, 钛酸铋钠 (Bi0.5Na0.5 )TiO3 (简称BNT)是一种 A位复合取代的ABO3 型钙钛矿铁电体, 1960年由 Smolenskii等首次合成。

BNT具有剩余极化大 (Pr =38 μC/cm2 ),居里温度高 (Tc =320℃)的特点, 被认为是最有希望取代铅基压电陶瓷的无铅压电材料之一。

但其较高的矫顽场使得陶瓷的极化极为困难 , 降低了其压电活性, 阻碍了该材料的应用 。

研究发现BNT可以和(Ba, Ca, Sr, Pb)TiO3 , (Bi0.5 K0.5 )TiO3等化合物形成固溶体, 且在一定组成范围内存在准同型相界(MPB), 降低了矫顽场, 提高了压电性能。

钛酸铋钾(Bi0.5 K0.5 )TiO3 (简称BKT)也是一种钙钛矿 (ABO3 )型A位离子复合取代的铁电体。

当BKT含量 (摩尔分数 )为0.16～0.20 时 , BNT和BKT组成的两元体系由准同型相界组成, 并表现出优异的压电性能。

但相比PZT陶瓷 ,其性能距离实际应用还有很大差距 ,因此必须研究新型 BNT基陶瓷 。

由于三元系陶瓷相比二元系与单元系 BNT陶瓷性能有较大提高, 同时钙钛矿型铁电体 LiNbO3具有良好的铁电性能和最高的居里温度 (Tc =1210℃)。

因此本课题以准同型相界处的组分Bi0.5(Na0.78 K0.22 )0.5 Ti0.98Sn0.02O3为基础组元, 选择LiNbO3作为第三组元,研究新型钙钛矿型(1-x)Bi0.5 (Na0.78K0.22)0.5 Ti0.98Sn0.02O3 -xLiNbO3无铅陶瓷体系,探讨LiNbO3对该体系无铅压电陶瓷晶体结构 、显微组织和压电性能的影响。

二、实验过程 采用分析纯 Bi2O3 , Na2CO3 , K2CO3 ,SnO2, TiO2和Li2 CO3为原 料, 根据化学式(1-x)Bi0.5 (Na0.78K0.22 )0.5 Ti0.98Sn0.02O3 -xLiNbO3 (BNKTS-LN)进行配比, x(摩尔分数 )取 0, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04。