中国计量学院学报JournalofChinaUniversityofMetrology【文章编号】1()()4・1540(2009)0卜0()眇()3锐酸钠钾基压电陶瓷的结构与性能研究周云,蒋魁强，王珊珊,王军辉(中国计量学院理学院，浙江杭州31()()⑻【摘要】采用传统的固相反应合成法制备了结构较为致密的0.9(Ko.5Nao.5)Nb03-0.ILiSbOs(KNN-LS)无铅压电陶瓷，研究了其相结构、圧电、介电、损耗以及铁电性质.常温下的压电陶瓷具备四方钙钛矿结构，具冇较高的压电系数亦=131pC/N和低的介电损耗=0.09(10kHz)等优点.另外，常温下的KNN-LS陶瓷存在着较为饱满的电滞回线,其剩余极化率Pr为16.1UC/cm2，矫顽场为£?=14.8kV/cm.性能较KNN压电陶瓷有了较大的提高.【关键词】无铅斥电陶瓷;床电性能;介电性能:狹电性能【中图分类号】TM282【文献标识码】A0.9(KO.5l>ho.5)NbO3・O.lLiSbChlead-freepiezoelectricceramicsZHOUYunJIANGKui-qiang,WANGShatrshan,WANGJuirhui(CollegeofSciences,ChinaJiliangUniversity,Hangzhou310018,China)Abstract:Lead-freepiezoelectricceramics,withthenominalcompositionof0.9(K).5Nao.5)-NbOs-0.ILiSbO?,weresynthesizedbyconventionalsolid-statesintering.Thephasestructure,piezoelectric,dielectricconstant,thelosstangentandferroelectricpropertieswerecharacterized・Theceramicsaresingleperovskitephasewithtetragonalstructure・Highpiezoelectricconstant(ch3=131pC/N)andlowdielectriclosstai6=0.09(1()kHz)canbeobtainedfromtheceramics・TypicalferroelectricpolarizationhysteresisloopscanbeobtainedfromtheceramicswiththeremnantpolarizationPr=16・1UC/cm2andthecoerciveelectricfield&=14.8kV/cm.ThesepropertiesaresuperiortothoseofthepureKNNceramics・Keywords:leacFfreepiezoelectricceramics;piezoelectricproperty;dieleclricproperty;ferroelectricpropertyAstudyonthepreparationandpropertiesof压电陶瓷Pb(Zr,Ti)Os(PZT)在电子元器件中占据主要地位，这主要归咎于它的机电耦合系数高、压电活性大、机械品质因数大等很多优点.然而PZT的主要成分是对人体和环境有害的PbO,由于环境保护的需要，急需使用无铅压电陶瓷來替代它.因此，越來越多的人把目光集中在诸【收稿日期】2009-01-09【作者简介】周云(1976-),男•安徽广徳人，讲师•主要研究方向为名铁性材料.如(Nao.sBio.s)TiOs(简称NBT),(K).sNao.s)NbCM简称KNN)和KNN固熔体的研究中.碱金属锯酸盐(K).5Nao.5)NbO3(简称KNN)是无铅压电陶瓷之一，因其高的压电性和良好的铁电性受到了国内外学者的高度关注，因而开展了大量的研究.但是，使用传统周相反应烧结技术得到的KNN，其致密性是很差的・1962年Jaeger等采用热压烧结的方法改进了制备工艺⑴，使得KNN的压电性能得到了很大的提高，然而，其值也仅仅是达到了100pC/N.近年来，采用以KNN为棊，添加少量的Li,Sb,Ta之类的元索，通常添加的有LiSbOj,LiNbOa,LiTaO3等物质.这些元索添加之厉的KNN固熔体极人地改良了KNN的各项性能，尤其是压电性能得到了很人的提高.在这当中，以KNN为基，低掺杂LiSbCh所制备的固溶体，近来得到了广泛的研究⑵.在本文中，我们采取了固相反应法2糾制备了以KNN为基,低掺杂LiSbO3所制备的固溶体0.9(Ko.5Nao,5)Nb03-0.ILiSbO?(KNN-LS)，研究了其相结构以及介电、损耗、铁电性质.1实验与测试以&COs(>99.5%),Naa83(>99.9%),Li2CO3(>99.9%),Nb2O5(>99.9%)和Sb2O5(>99.5%)为原料，首先将药品在200°C下烘干,然后按化学计屋比进行称量各种原料，再加入研钵混合酒精研磨12h.研磨后的原料在850°C下预烧结2.5h,取出后在研钵中加入酒精再研磨12h•然后经造粒、干压成型、除去粘结剂，制成直径为12mmI员I片状的索坯试样，在1050°C下烧结4h成晶.烧成后的样品经打磨、抛光、涂覆银电极厉，制成厚度为1mm样殆,在样品两极加上直流髙压2kV/mm，极化时间15分钟，然厉加极化的半电压1kV/mm冷却到室温.极化厉的样品放置24h厉进行压电性能测试.使用X射线粉末衍射仪(Rigaku18kW,型号:D/max-2500Cu-Ka靶)确定其结构，使用了JSM6700F扫描电子显微镜(口本)对样品的内部断面...