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掺杂Na2B4O7的(Li,K,Na)NbO3无铅压电陶瓷的压电与应变性能提升

DOI：10.1007/s10853-018-2906-z 期刊：Journal of Materials Science 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 采用多态相变效应调控了无铅(K,Na)NbO3基材料固有的显著温度敏感性压电性能。本研究通过传统固相反应法制备了Li0.04[(K0.49Na0.51)]0.96NbO3–xNa2B4O7压电陶瓷。当x=0.5%时，陶瓷材料获得约285 pC/N的压电系数d33和0.14%@5 kV/mm的单极应变值。这些性能提升可归因于室温附近正交相与四方相结构的共存。此外，在室温至180°C温区内，电场诱导单极应变变化幅度小于15%。通过极化幅值的电致伸缩耦合定量分析方法，可合理解释该应变特性的稳定性。
作者： Yongjie Zhao，Jialin Liu，Dong Yan
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究Na2B4O7掺杂(Li,K,Na)NbO3无铅压电陶瓷的压电与应变性能提升。

研究成果

通过传统固相反应法制备了Li0.04[(K0.49Na0.51)]0.96NbO3–xNa2B4O7无铅陶瓷，系统研究了其相结构、微观形貌及电学性能。当x=0.5%时，陶瓷获得最优性能：d33=285 pC/N，5 kV/mm电场下单极应变达0.14%，Pr=13.9 μC/cm2。PPT效应对于提升Li0.04[(K0.49Na0.51)]0.96NbO3–xNa2B4O7陶瓷的压电性能起关键作用。此外，x=0.5%陶瓷在室温至180°C温区内场致应变变化小于15%。

研究不足

(K,Na)NbO3基材料在PPT组分区域内的温度不稳定性对温度变化较为敏感。这种温度不稳定性已成为其进一步在现代电子设备中实际应用的一个突出障碍。

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