Key Words:lead-free piezoelectric;KNN–based;doping-BiFeO3;electrical properties

目   次

1．绪论

  1。1电介质的电性能 2

    1。1。1压电性 2

    1。1。2铁电性 2

  1。2。压电陶瓷 2

    1。2。1。铅基压电陶瓷 3

    1。2。2。无铅压电陶瓷 4

      1。2。2。1。钛酸钡基无铅压电陶瓷 4

      1。2。2。2。钛酸铋钠基无铅压电陶瓷 5

      1。2。2。3。铋层状结构无铅压电陶瓷 5

      1。2。2。4。钨青铜结构无铅压电陶瓷 6

      1。2。2。5。碱金属铌酸盐基无铅压电陶瓷 7

  1。3。KNN基无铅压电陶瓷的研究现状 7

    1。3。1。KNN基无铅压电陶瓷的制备方法 7

    1。3。2。KNN基无铅压电陶瓷的掺杂改性 8

      1。3。2。1。添加烧结助剂 9

      1。3。2。2。引入第二组元或多组元的ABO3型钙钛矿化合物 9

      1。3。2。3。A位或B位离子取代改性 9

  1。4选题依据 10

  1。5研究内容简述 10

2。实验方法

  2。1。陶瓷制备方法 12

    2。1。1。主要原料 12

    2。1。2。陶瓷制备 12

  2。2。性能测试与表征方法 14

3。BiFeO3掺杂对(K0。5Na0。5)NbO3陶瓷性能的影响 

  3。1。BFO掺杂的KNN固溶体陶瓷的结构和形貌表征 16

  3。2。BFO掺杂的KNN固溶体陶瓷的压电性能 18

  3。3。BFO掺杂的KNN固溶体陶瓷的介电性能 18

  3。4。BFO掺杂的KNN固溶体陶瓷的铁电性能 20     

结论 21

致谢 21

参考文献 22

                                 第一章  绪论

1。1。电介质的电性能

1。1。1。压电性

   1880 年，Pierre-Curie和Jacques-Curie发现，在一些特定的方向上对单晶体的α-石英施加外力时，在力的垂直方向上出现了正、负束缚电荷，这便是压电效应的发现，具有该效应的材料被称为压电材料。论文网

   当晶体被施加机械外力作用时，特定方向的表面将会产生束缚电荷，其电荷密度的大小与施加外力的大小成线性关系，将此种机械能转换成电能的过程定义为正压电效应；同理，逆压电效应就是指晶体在外加电场的激励下，某些方向上产生形变，由电能转换成机械能的现象[1]。 

                   图1。1 压电效应产生的示意图

1。1。2。铁电性

  1920年法国人Valasek发现罗息盐具有独特的介电性，其极化强度与外加电场的关系呈非线性变化，而非一般电介质的线性关系，其变化的图形被称为电滞回线。从电滞回线上可以看出铁电体具有自发极化且在电场的作用下其极化的电偶极矩的方向可以改变甚至反转。

   一般来说，铁电材料并不是单一地在某个方向上进行自发极化，而是会形成类似于许多孪晶的区域；束缚电荷会产生一种与极化方向反向的电场，既退极化场，该电场会导致系统静电能升高。系统为了尽可能降低静电能，晶体将分割成多个小区域，每个小区域内部的极化方向相同既电偶极子沿同一方向排列，但不同小区域的电偶极子排列方向不同，这些小区域被称为电畴，其中两个畴的边界叫做畴壁。铁电畴在外加电场的作用下，会趋向于与外电场方向保持相同，该过程称为畴的转向。电畴的运动正是通过新畴的形核、生长和畴壁的移动而实现的。