堿金屬鈮酸鹽無鉛壓電陶瓷性能及應(yīng)用

1、 Alkali Metals Niobate Lead-free Piezoelectric CeramicsPage 2目錄目錄無鉛壓電陶瓷簡(jiǎn)介無鉛壓電陶瓷簡(jiǎn)介KNN基無鉛壓電陶瓷基無鉛壓電陶瓷KNN基無鉛壓電陶瓷的制備工藝基無鉛壓電陶瓷的制備工藝無鉛壓電陶瓷主要體系無鉛壓電陶瓷主要體系KNN基無鉛壓電陶瓷的應(yīng)用前景基無鉛壓電陶瓷的應(yīng)用前景Page 31. 無鉛壓電陶瓷簡(jiǎn)介無鉛壓電陶瓷簡(jiǎn)介n 壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)（壓電性壓電性）：某些介質(zhì)在）：某些介質(zhì)在應(yīng)力應(yīng)力的作用下，的作用下，發(fā)生發(fā)生電極化電極化或電極化的變化，導(dǎo)致晶體表面出現(xiàn)或電極化的變化，導(dǎo)致晶體表面出現(xiàn)束縛電荷束縛電荷變化的現(xiàn)象變化的

2、現(xiàn)象n 逆壓電效應(yīng)逆壓電效應(yīng)：在壓電體的適當(dāng)方向施加外電場(chǎng)會(huì)：在壓電體的適當(dāng)方向施加外電場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致壓電體發(fā)生形變的現(xiàn)象導(dǎo)致壓電體發(fā)生形變的現(xiàn)象1.1 壓電效應(yīng)及其形成原因壓電效應(yīng)及其形成原因電能電能機(jī)械能機(jī)械能正壓電效應(yīng)正壓電效應(yīng)逆壓電效應(yīng)逆壓電效應(yīng)Page 4n 壓電體（壓電體（Piezoelectrics）：具有壓電效應(yīng)的介質(zhì)：具有壓電效應(yīng)的介質(zhì)Page 5介質(zhì)具有壓電性（介質(zhì)具有壓電性（Piezoelectricity）的條件）的條件n 其晶體結(jié)構(gòu)其晶體結(jié)構(gòu)不具有對(duì)稱中心不具有對(duì)稱中心在在32中點(diǎn)群中有中點(diǎn)群中有21種點(diǎn)群不具有對(duì)稱中心，其種點(diǎn)群不具有對(duì)稱中心，其中中43點(diǎn)群沒有壓電性，其

3、余點(diǎn)群沒有壓電性，其余20種點(diǎn)群的電介質(zhì)種點(diǎn)群的電介質(zhì)都具有壓電性。都具有壓電性。n 另外，壓電晶體還必須是另外，壓電晶體還必須是離子晶體離子晶體或者由離子團(tuán)或者由離子團(tuán)組成的分子晶體組成的分子晶體Page 6石英晶體的壓電模型石英晶體的壓電模型Page 7鈦酸鋇晶體中的電疇示意圖鈦酸鋇晶體中的電疇示意圖（a）反平行的）反平行的180 電疇；（電疇；（b）相互垂直的）相互垂直的90 電疇電疇自發(fā)極化與鐵電疇（自發(fā)極化與鐵電疇（Ferroelectric Domains）Page 8束縛電荷和感應(yīng)電荷束縛電荷和感應(yīng)電荷Page 9鐵電性鐵電性（電滯回線電滯回線）Page 101.2 發(fā)展無鉛壓電

4、陶瓷的原因發(fā)展無鉛壓電陶瓷的原因n 對(duì)于成年人，鉛的入侵會(huì)破壞對(duì)于成年人，鉛的入侵會(huì)破壞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)系統(tǒng)、消化系消化系統(tǒng)統(tǒng)、男性生殖系統(tǒng)男性生殖系統(tǒng)且影響且影響骨骼的造血功能骨骼的造血功能n 對(duì)于兒童，由于大腦正在發(fā)育，神經(jīng)系統(tǒng)處于敏對(duì)于兒童，由于大腦正在發(fā)育，神經(jīng)系統(tǒng)處于敏感期，在同樣的鉛環(huán)境下吸入量比成人高好幾倍感期，在同樣的鉛環(huán)境下吸入量比成人高好幾倍n 鉛進(jìn)入孕婦體內(nèi)則會(huì)通過胎盤屏障，影響胎兒發(fā)鉛進(jìn)入孕婦體內(nèi)則會(huì)通過胎盤屏障，影響胎兒發(fā)育，造成育，造成畸形、流產(chǎn)或死胎畸形、流產(chǎn)或死胎Page 11羅馬帝國(guó)亡于鉛中毒？羅馬帝國(guó)亡于鉛中毒？唐太宗死于煉丹術(shù)？唐太宗死于煉丹術(shù)？Page 12

5、傳統(tǒng)壓電陶瓷傳統(tǒng)壓電陶瓷PZT無鉛壓電陶瓷無鉛壓電陶瓷Page 13v20世紀(jì)世紀(jì)60年代：年代：研究了以研究了以鈮酸鹽鈮酸鹽和和鈦酸鹽鈦酸鹽為主的其他為主的其他一些同樣具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的無鉛壓電陶瓷一些同樣具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的無鉛壓電陶瓷n 如如NaNbO3-KNbO3、Bi0.5Na0.5TiO3-Bi0.5K0.5TiO3等陶等陶瓷體系瓷體系 其中其中NaNbO3基陶瓷具有低密度、高聲學(xué)速度、介電基陶瓷具有低密度、高聲學(xué)速度、介電常數(shù)、機(jī)械品質(zhì)因數(shù)及壓電常數(shù)取值范圍較寬等常數(shù)、機(jī)械品質(zhì)因數(shù)及壓電常數(shù)取值范圍較寬等 但但NaNbO3基陶瓷燒結(jié)過程中基陶瓷燒結(jié)過程中Na易揮發(fā)易揮發(fā)，且與鉛基壓，且

6、與鉛基壓電陶瓷相比其性能較差，仍難以滿足生產(chǎn)實(shí)際需電陶瓷相比其性能較差，仍難以滿足生產(chǎn)實(shí)際需要要1.3 無鉛壓電陶瓷的發(fā)展歷史無鉛壓電陶瓷的發(fā)展歷史Page 14v20世紀(jì)世紀(jì)80年代：年代：主要的無鉛壓電陶瓷體系有主要的無鉛壓電陶瓷體系有鈦酸鋇鈦酸鋇、鈦酸鉍鈉鈦酸鉍鈉、鉍層狀結(jié)構(gòu)鉍層狀結(jié)構(gòu)及及鈮酸鹽鈮酸鹽基壓電陶瓷基壓電陶瓷n 鈮酸鹽鎢青銅結(jié)構(gòu)化合物陶瓷在成分和構(gòu)造上的差別鈮酸鹽鎢青銅結(jié)構(gòu)化合物陶瓷在成分和構(gòu)造上的差別對(duì)它的鐵電性能有重要影響對(duì)它的鐵電性能有重要影響 研究得較多的鎢青銅結(jié)構(gòu)壓電材料是研究得較多的鎢青銅結(jié)構(gòu)壓電材料是鈮酸鍶鋇單晶體鈮酸鍶鋇單晶體，作為陶瓷幾乎沒有關(guān)于壓電和熱釋電

7、性能的報(bào)道作為陶瓷幾乎沒有關(guān)于壓電和熱釋電性能的報(bào)道 利用利用模板生長(zhǎng)模板生長(zhǎng)（TGG）技術(shù)可以獲得相對(duì)密度大于）技術(shù)可以獲得相對(duì)密度大于95% 的的“織構(gòu)陶瓷織構(gòu)陶瓷”，具有較好的壓電性能，具有較好的壓電性能Page 15v20世紀(jì)世紀(jì)90年代：年代：無鉛壓電的研究體系對(duì)象基本集中在無鉛壓電的研究體系對(duì)象基本集中在Nb系壓電陶瓷系壓電陶瓷及及Bi狀結(jié)構(gòu)化合物狀結(jié)構(gòu)化合物n 在在Bi層結(jié)構(gòu)體系中以層結(jié)構(gòu)體系中以ABi4Ti4O15（A為為Ca、Bi0.5Na0.5等等+2價(jià)金屬離子或價(jià)金屬離子或復(fù)合離子復(fù)合離子）為主）為主n 鉍層狀結(jié)構(gòu)無鉛壓電陶瓷具有居里溫度高，介電擊穿鉍層狀結(jié)構(gòu)無鉛壓電陶瓷

8、具有居里溫度高，介電擊穿強(qiáng)度大，介電損耗低，性能各向異性大及溫度、應(yīng)力強(qiáng)度大，介電損耗低，性能各向異性大及溫度、應(yīng)力性能穩(wěn)定等特征，是適合性能穩(wěn)定等特征，是適合高溫高頻領(lǐng)域高溫高頻領(lǐng)域的陶瓷材料的陶瓷材料n 但按傳統(tǒng)陶瓷制備工藝制得的鉍層狀壓電陶瓷，其壓但按傳統(tǒng)陶瓷制備工藝制得的鉍層狀壓電陶瓷，其壓電活性低，通常是致密度低，燒結(jié)溫度高，難以極化電活性低，通常是致密度低，燒結(jié)溫度高，難以極化Page 16v最近幾年：最近幾年：從無鉛壓電陶瓷研發(fā)結(jié)果及發(fā)明專利來看從無鉛壓電陶瓷研發(fā)結(jié)果及發(fā)明專利來看n 具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的堿金屬鈮酸鹽堿金屬鈮酸鹽陶瓷體系和陶瓷體系和鈦酸鉍鈉鈦酸鉍鈉陶瓷

9、體系是人們關(guān)注的熱點(diǎn)陶瓷體系是人們關(guān)注的熱點(diǎn)n 熱壓法熱壓法、活性模板法活性模板法以及以及放電等離子燒結(jié)放電等離子燒結(jié)制備高性能制備高性能無鉛壓電陶瓷也是一個(gè)研究的熱點(diǎn)和方向無鉛壓電陶瓷也是一個(gè)研究的熱點(diǎn)和方向因?yàn)楹芏酂o鉛壓電陶瓷由于其成分或結(jié)構(gòu)的特殊性，因?yàn)楹芏酂o鉛壓電陶瓷由于其成分或結(jié)構(gòu)的特殊性，傳統(tǒng)的陶瓷制備技術(shù)難以得到高性能的陶瓷。傳統(tǒng)的陶瓷制備技術(shù)難以得到高性能的陶瓷。Page 172. 無鉛壓電陶瓷的主要體系無鉛壓電陶瓷的主要體系Page 182.1 鈦酸鋇基無鉛壓電陶瓷簡(jiǎn)介鈦酸鋇基無鉛壓電陶瓷簡(jiǎn)介鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)ABO3型化合物型化合物Page 19vBaTiO3在在120以

10、以上上時(shí)時(shí)屬于屬于立方晶系立方晶系m3m點(diǎn)群點(diǎn)群： Ti4+離子居于離子居于O2離子構(gòu)成的氧八面體中央離子構(gòu)成的氧八面體中央 Ba2+離子則處于八個(gè)氧八面體圍成的空隙中離子則處于八個(gè)氧八面體圍成的空隙中此時(shí)晶體結(jié)構(gòu)對(duì)稱性極高，因此無偶極矩產(chǎn)生。此時(shí)晶體結(jié)構(gòu)對(duì)稱性極高，因此無偶極矩產(chǎn)生。Page 20Page 21v在在120以下時(shí)晶體轉(zhuǎn)變?yōu)橐韵聲r(shí)晶體轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆骄邓姆骄?mm點(diǎn)群點(diǎn)群，沒有對(duì)稱中心沒有對(duì)稱中心： TiO6八面體基團(tuán)發(fā)生畸變，八面體基團(tuán)發(fā)生畸變，Ti4+沿沿4次軸相對(duì)次軸相對(duì)O2移動(dòng)移動(dòng)12pm Ba2+也在同方向移動(dòng)也在同方向移動(dòng)6pm O2也偏離了正八面體也偏離了正八面體此

11、時(shí)每個(gè)晶此時(shí)每個(gè)晶胞胞就具有就具有自發(fā)非零電偶極矩自發(fā)非零電偶極矩，晶體，晶體也就變成了也就變成了熱釋電熱釋電體體。Page 22鈦酸鋇陶瓷的不足鈦酸鋇陶瓷的不足n 居里溫度低，工作溫度范圍窄，在室溫附近有相居里溫度低，工作溫度范圍窄，在室溫附近有相變，使用不便，不能應(yīng)用于大功率換能器變，使用不便，不能應(yīng)用于大功率換能器n 性能同性能同PZT差距較大，難以通過摻雜來改性，以差距較大，難以通過摻雜來改性，以滿足不同需要滿足不同需要n 燒結(jié)燒結(jié)溫度高（溫度高（13001350），燒結(jié)有困難），燒結(jié)有困難主要用作主要用作電容器材料電容器材料及及PTC材料材料等方面。等方面。Page 232.2 BN

12、T基無鉛壓電陶瓷簡(jiǎn)介基無鉛壓電陶瓷簡(jiǎn)介n 鈦酸鉍鈉鈦酸鉍鈉Bi0.5Na0.5TiO3（簡(jiǎn)稱（簡(jiǎn)稱BNT）n 1960年由前蘇聯(lián)斯莫倫斯基（年由前蘇聯(lián)斯莫倫斯基（Smolensky）等人）等人發(fā)明的發(fā)明的A位復(fù)合離子鈣鈦礦型鐵電體位復(fù)合離子鈣鈦礦型鐵電體n 室溫時(shí)屬鐵電三方相，居里溫度為室溫時(shí)屬鐵電三方相，居里溫度為320n 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：鐵電性強(qiáng)、壓電性能佳、居里溫度較高、介電常鐵電性強(qiáng)、壓電性能佳、居里溫度較高、介電常數(shù)小及聲學(xué)性能好等優(yōu)良特征數(shù)小及聲學(xué)性能好等優(yōu)良特征并且燒結(jié)溫度低（并且燒結(jié)溫度低（1200以以下）下）Page 24n 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：室溫下室溫下BNT矯頑場(chǎng)大矯頑場(chǎng)大（Ec

13、= 73 kV/cm），在鐵電），在鐵電相區(qū)電導(dǎo)率高，因而極難極化相區(qū)電導(dǎo)率高，因而極難極化加之加之Na2O易吸水易吸水，燒結(jié)溫度范圍較窄，使陶瓷的，燒結(jié)溫度范圍較窄，使陶瓷的化學(xué)物理性質(zhì)穩(wěn)定性和陶瓷致密性欠佳化學(xué)物理性質(zhì)穩(wěn)定性和陶瓷致密性欠佳因此，單純的因此，單純的BNT陶瓷難以實(shí)用化。陶瓷難以實(shí)用化。Page 25BNT基無鉛壓電陶瓷的改性體系基無鉛壓電陶瓷的改性體系(1-x)Bi0.5Na0.5TiO3-xBi0.5K0.5TiO3 BNT-BKT體系體系(1-x)Bi0.5Na0.5TiO3-xBaTiO3 BNT-BT體系體系(1-x)Bi0.5Na0.5TiO3-xNaNbO3 B

14、NT-NaNbO3體系體系Page 262.3 鉍層狀結(jié)構(gòu)無鉛壓電陶瓷簡(jiǎn)介鉍層狀結(jié)構(gòu)無鉛壓電陶瓷簡(jiǎn)介n 由由二維的鈣鈦礦層二維的鈣鈦礦層和和(Bi2O2)2+層層有規(guī)則地相負(fù)交有規(guī)則地相負(fù)交替排列而成的化合物替排列而成的化合物其化學(xué)通式為其化學(xué)通式為(Bi2O2)2+(Am-1BmO3m+1)2-。ABmBi3+、Pb2+、Ba2+、Sr2+、Ca2+、Na+、K+、La3+、Y3+、U3+、Th4+等適合于等適合于12配位配位的離子或由它們組成的復(fù)合離子的離子或由它們組成的復(fù)合離子Ti4+、Nb5+、Ta5+、W6+、Mo6+、Co3+、Cr3+、Zr4+等適合于等適合于八面體配位八面體配位

15、的離子或由它們組成的復(fù)合離子的離子或由它們組成的復(fù)合離子整數(shù)，對(duì)應(yīng)鈣鈦礦層整數(shù)，對(duì)應(yīng)鈣鈦礦層(Am-1BmO3m+1)2-內(nèi)的內(nèi)的八面體層數(shù)八面體層數(shù)，其值，其值可為可為15Page 27Page 28n 鉍層結(jié)構(gòu)化合物是一類重要的壓電陶瓷鉍層結(jié)構(gòu)化合物是一類重要的壓電陶瓷n 具有壓電、介電各向異性大，機(jī)械品質(zhì)因數(shù)較高，具有壓電、介電各向異性大，機(jī)械品質(zhì)因數(shù)較高，諧振頻率下時(shí)間穩(wěn)定性及溫度穩(wěn)定性好的特點(diǎn)諧振頻率下時(shí)間穩(wěn)定性及溫度穩(wěn)定性好的特點(diǎn)n 常常用于常常用于換能器換能器、濾波器濾波器等方面，尤其是等方面，尤其是高溫高高溫高頻環(huán)境頻環(huán)境鉍層狀結(jié)構(gòu)無鉛壓電陶瓷優(yōu)點(diǎn)鉍層狀結(jié)構(gòu)無鉛壓電陶瓷優(yōu)點(diǎn)Pa

16、ge 29n 但是這類物質(zhì)存在但是這類物質(zhì)存在破壞性相變破壞性相變，常規(guī)的燒結(jié)方法，常規(guī)的燒結(jié)方法往往難以得到致密度高的瓷體往往難以得到致密度高的瓷體n 需要采用需要采用熱成型技術(shù)熱成型技術(shù)等特殊的燒結(jié)工藝等特殊的燒結(jié)工藝n 另外其矯頑場(chǎng)較高，成為應(yīng)用的瓶頸另外其矯頑場(chǎng)較高，成為應(yīng)用的瓶頸鉍層狀結(jié)構(gòu)無鉛壓電陶瓷缺點(diǎn)鉍層狀結(jié)構(gòu)無鉛壓電陶瓷缺點(diǎn)Page 302.4 鈮酸鹽無鉛壓電陶瓷簡(jiǎn)介鈮酸鹽無鉛壓電陶瓷簡(jiǎn)介n 堿金屬鈣鈦礦結(jié)構(gòu)堿金屬鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鈮酸鹽陶瓷鈮酸鹽陶瓷n 鎢青銅結(jié)構(gòu)鈮酸鹽陶瓷鎢青銅結(jié)構(gòu)鈮酸鹽陶瓷鎢青銅晶體結(jié)構(gòu)在鎢青銅晶體結(jié)構(gòu)在(001)面的投影面的投影Page 313. KNN基無鉛壓

17、電陶瓷基無鉛壓電陶瓷n 相比于相比于PZT等鉛基壓電陶瓷，堿金屬鈮酸鹽陶瓷等鉛基壓電陶瓷，堿金屬鈮酸鹽陶瓷具有下列特點(diǎn)：具有下列特點(diǎn)：介電常數(shù)小，壓電性高；頻率常數(shù)大；密度小介電常數(shù)小，壓電性高；頻率常數(shù)大；密度小n 不過由于不過由于Na、K、Li等原子在等原子在高溫下易揮發(fā)高溫下易揮發(fā)，故，故采用普通陶瓷燒結(jié)工藝難以得到致密性高的陶瓷采用普通陶瓷燒結(jié)工藝難以得到致密性高的陶瓷3.1 KNN基無鉛壓電陶瓷簡(jiǎn)介基無鉛壓電陶瓷簡(jiǎn)介Page 32n 反鐵電體反鐵電體NaNbO3和鐵電體和鐵電體KNbO3可以形成可以形成完全完全固溶體固溶體，結(jié)構(gòu)仍為鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)仍為鈣鈦礦結(jié)構(gòu)n 該系陶瓷居里溫度較

18、高（該系陶瓷居里溫度較高（ 400 ），壓電性能良），壓電性能良好（好（d33可超過可超過100 pC/ N）n 特別是特別是Na/K = 0.5/0.5時(shí)，機(jī)電耦合系數(shù)達(dá)到峰值，時(shí)，機(jī)電耦合系數(shù)達(dá)到峰值，壓電性能良好壓電性能良好Page 33Page 34KNNCuO稀土金屬錳酸鹽稀土金屬錳酸鹽LMnO3或或少量少量MnO2、Cr2O3、CoO等等氧化物氧化物 3.2 KNN基無鉛壓電陶瓷的摻雜改性基無鉛壓電陶瓷的摻雜改性Page 35(K,N)NbO3A位取代位取代B位取代位取代3.3 KNN基無鉛壓電陶瓷的取代改性基無鉛壓電陶瓷的取代改性(1-x)(K,Na)NbO3-xAZrO3 （A

19、 = Ba、Ca、Sr）(1-x)(K,Na)NbO3-x(Bi0.5Na0.5)ZrO3(1-x)(K,Na)NbO3-xBiBO3 （B = Sc、Fe、Co、Al等）等）Page 364. KNN基無鉛壓電陶瓷的制備工藝基無鉛壓電陶瓷的制備工藝4.1 傳統(tǒng)陶瓷制備工藝（固相法）傳統(tǒng)陶瓷制備工藝（固相法）Page 374.2 模板晶粒生長(zhǎng)技術(shù)模板晶粒生長(zhǎng)技術(shù)n 通過添加通過添加模板晶粒模板晶粒，在燒結(jié)時(shí)引導(dǎo)，在燒結(jié)時(shí)引導(dǎo)晶粒定向生長(zhǎng)晶粒定向生長(zhǎng)根據(jù)模板晶粒根據(jù)模板晶粒是否參與反是否參與反應(yīng)應(yīng)模板晶粒生長(zhǎng)技術(shù)（模板晶粒生長(zhǎng)技術(shù)（TGG）反應(yīng)模板晶粒生長(zhǎng)技術(shù)（反應(yīng)模板晶粒生長(zhǎng)技術(shù)（RTGG）P

20、age 38晶粒定向工藝示意圖晶粒定向工藝示意圖Page 394.3 放電等離子燒結(jié)（放電等離子燒結(jié)（SPS）技術(shù)）技術(shù)n SPS是一種新型的材料燒結(jié)技術(shù)是一種新型的材料燒結(jié)技術(shù)n 它是一種利用它是一種利用通通 - 斷直流脈沖電流斷直流脈沖電流直接通電燒結(jié)直接通電燒結(jié)的的加壓燒結(jié)法加壓燒結(jié)法n 通通 - 斷式直流脈沖電流的主要作用是產(chǎn)生斷式直流脈沖電流的主要作用是產(chǎn)生放電等放電等離子離子、放電沖擊壓力放電沖擊壓力、焦耳熱焦耳熱和和電場(chǎng)擴(kuò)散電場(chǎng)擴(kuò)散作用作用n 其主要特點(diǎn)是利用其主要特點(diǎn)是利用體加熱體加熱和和表面活化表面活化，實(shí)現(xiàn)材料，實(shí)現(xiàn)材料的超快速致密化燒結(jié)的超快速致密化燒結(jié)Page 40Pa

21、ge 41n 對(duì)于對(duì)于KNN系陶瓷，采用常規(guī)燒結(jié)方法容易造成系陶瓷，采用常規(guī)燒結(jié)方法容易造成Na、K的損失，難以獲得致密度高的材料的損失，難以獲得致密度高的材料n 而而SPS技術(shù)具有技術(shù)具有升溫速度快升溫速度快、燒結(jié)時(shí)間短燒結(jié)時(shí)間短的特點(diǎn)，的特點(diǎn)，燒結(jié)溫度要比常規(guī)工藝的低（燒結(jié)溫度要比常規(guī)工藝的低（920左右）左右）n 因此有利于控制燒結(jié)體的細(xì)微結(jié)構(gòu)，可以得到致因此有利于控制燒結(jié)體的細(xì)微結(jié)構(gòu)，可以得到致密度高、晶粒均勻、壓電性能好的材料密度高、晶粒均勻、壓電性能好的材料Page 424.4 溶膠溶膠-凝膠技術(shù)凝膠技術(shù) 將聚合物溶解在無機(jī)物的將聚合物溶解在無機(jī)物的前驅(qū)體溶液前驅(qū)體溶液中中 在聚合

22、物存在的條件下，使前驅(qū)體水解、聚合形在聚合物存在的條件下，使前驅(qū)體水解、聚合形成網(wǎng)絡(luò)或使聚合物單體和無機(jī)物前驅(qū)體同步發(fā)生成網(wǎng)絡(luò)或使聚合物單體和無機(jī)物前驅(qū)體同步發(fā)生聚合而獲得聚合而獲得有機(jī)無機(jī)交織網(wǎng)絡(luò)有機(jī)無機(jī)交織網(wǎng)絡(luò)溶液溶液溶膠溶膠凝膠凝膠陳化陳化干燥干燥熱處理熱處理Page 43n 應(yīng)用此方法，可應(yīng)用此方法，可低溫合成氧化物低溫合成氧化物，使得制造不允，使得制造不允許在高溫下加熱的制品成為可能許在高溫下加熱的制品成為可能n 材料的各種組分可以實(shí)現(xiàn)材料的各種組分可以實(shí)現(xiàn)原子級(jí)或分子級(jí)原子級(jí)或分子級(jí)的均勻的均勻混合混合因而可制得高度均勻致密并且具有高壓電性能因而可制得高度均勻致密并且具有高壓電性能

23、的材料。的材料。Page 445. KNN基無鉛壓電陶瓷的應(yīng)用前景基無鉛壓電陶瓷的應(yīng)用前景Page 45Page 46目前已投入市場(chǎng)的壓電陶瓷產(chǎn)品主要分為以下幾大類：目前已投入市場(chǎng)的壓電陶瓷產(chǎn)品主要分為以下幾大類： 壓電陶瓷壓電陶瓷產(chǎn)品產(chǎn)品壓電超聲馬達(dá)與驅(qū)動(dòng)器壓電超聲馬達(dá)與驅(qū)動(dòng)器壓電換能器壓電換能器壓電濾波器壓電濾波器壓電點(diǎn)火器壓電點(diǎn)火器壓電變壓器壓電變壓器Page 47n 日本東芝公司日本東芝公司Yamashita博士將壓電應(yīng)用分為博士將壓電應(yīng)用分為3類：類：Page 48KNN基無鉛壓電陶瓷發(fā)展展望（肖定全）基無鉛壓電陶瓷發(fā)展展望（肖定全）n 無鉛壓電陶瓷的壓電性起源研究無鉛壓電陶瓷的壓電

24、性起源研究n 陶瓷材料配方設(shè)計(jì)、相變研究和新相界設(shè)計(jì)陶瓷材料配方設(shè)計(jì)、相變研究和新相界設(shè)計(jì)n 陶瓷材料性能增強(qiáng)機(jī)理及其調(diào)控方法陶瓷材料性能增強(qiáng)機(jī)理及其調(diào)控方法n 介電損耗機(jī)制和提高材料機(jī)械品質(zhì)因素的途徑介電損耗機(jī)制和提高材料機(jī)械品質(zhì)因素的途徑n 能滿足不同器件應(yīng)用的系列化材料（類似于能滿足不同器件應(yīng)用的系列化材料（類似于PZT）的研究與開發(fā)的研究與開發(fā)n 不同外部條件（壓力、頻率、溫度）下陶瓷材料不同外部條件（壓力、頻率、溫度）下陶瓷材料性能的變化及其機(jī)制性能的變化及其機(jī)制Page 49KNN基無鉛壓電陶瓷發(fā)展展望（肖定全）續(xù)基無鉛壓電陶瓷發(fā)展展望（肖定全）續(xù)n 摻雜對(duì)陶瓷性能的影響及其機(jī)制摻雜對(duì)陶瓷性能的影響及其機(jī)制n 陶瓷的溫度穩(wěn)定性、老化特性及其機(jī)制陶瓷的溫度穩(wěn)定性、老化特性及其機(jī)制n 針對(duì)無鉛壓電陶瓷